WO2015097800A1 - 半導体装置 - Google Patents

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WO2015097800A1
WO2015097800A1 PCT/JP2013/084793 JP2013084793W WO2015097800A1 WO 2015097800 A1 WO2015097800 A1 WO 2015097800A1 JP 2013084793 W JP2013084793 W JP 2013084793W WO 2015097800 A1 WO2015097800 A1 WO 2015097800A1
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WO
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channel mos
mos transistor
bit line
line
column selection
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PCT/JP2013/084793
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English (en)
French (fr)
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舛岡 富士雄
正通 浅野
Original Assignee
ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド
舛岡 富士雄
正通 浅野
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Publication date
Application filed by ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド, 舛岡 富士雄, 正通 浅野 filed Critical ユニサンティス エレクトロニクス シンガポール プライベート リミテッド
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/84Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being other than a semiconductor body, e.g. being an insulating body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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
    • H01L27/12Devices 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 other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1203Devices 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 other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78642Vertical transistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices
    • H10B20/27ROM only
    • H10B20/30ROM only having the source region and the drain region on the same level, e.g. lateral transistors
    • H10B20/38Doping programmed, e.g. mask ROM

Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device.
  • MPU micro-processing unit
  • CMOS planar process planar formation transistors in the prior art, so-called CMOS planar process, and large capacity can be achieved only by conventional planar miniaturization. Limits have been seen in the development and price reduction.
  • SGT Surrounding Gate Transistor
  • CMOS inverters, NAND circuits or SRAMs are disclosed. See, for example, Patent Literature 1, Patent Literature 2, Patent Literature 3 and Patent Literature 4.
  • Patent No. 5130596 Patent No. 5031809 gazette Patent No. 4756221 gazette International Publication WO2009 / 096465
  • FIG. 10 is a circuit diagram of an inverter, in which Qp is a P channel MOS transistor (hereinafter referred to as a PMOS transistor), Qn is an N channel MOS transistor (hereinafter referred to as an NMOS transistor), IN is an input signal, OUT is an output signal, Vcc Is a power supply, and Vss is a reference power supply.
  • FIG. 11a shows, as an example, a plan view of a layout in which the inverter of FIG. 10 is configured by SGT.
  • 11b shows a cross-sectional view in the direction of the cut line AA 'in the plan view of FIG. 11a.
  • planar silicon layers 2p and 2n are formed on an insulating film such as a buried oxide film (BOX) 1 formed on a substrate, and the planar silicon layers 2p and 2n are implanted with impurities, etc.
  • BOX buried oxide film
  • each of p + diffusion layer and n + diffusion layer is formed.
  • Reference numeral 3 denotes a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (2p, 2n), which connects the planar silicon layers 2p, 2n.
  • 4 n is an n-type silicon pillar
  • 4 p is a p-type silicon pillar
  • 5 is a gate insulating film surrounding the silicon pillars 4 n and 4 p
  • 6 is a gate electrode
  • 6 a is a gate wiring.
  • p + diffusion layers 7p and n + diffusion layers 7n are formed by impurity implantation and the like, respectively.
  • Reference numeral 8 denotes a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 5 and the like
  • 9p and 9n are silicide layers connected to the p + diffusion layer 7p and n + diffusion layer 7n
  • 10p and 10n are silicide layers 9p and 9n and a metal 13a
  • Contacts for respectively connecting with 13 b and 11 are contacts for connecting the gate wiring 6 a and the metal wiring 13 c.
  • the silicon pillar 4n, the lower diffusion layer 2p, the upper diffusion layer 7p, the gate insulating film 5, and the gate electrode 6 constitute a PMOS transistor Qp
  • the gate electrode 6 constitutes an NMOS transistor Qn.
  • the upper diffusion layers 7p and 7n become sources, and the lower diffusion layers 2p and 2n become drains.
  • the power supply Vcc is supplied to the metal wire 13a
  • the reference power supply Vss is supplied to the metal wire 13b
  • the input signal IN is input to the metal wire 13c.
  • the silicide layer 3 connecting the drain diffusion layer 2p of the PMOS transistor Qp and the drain diffusion layer 2n of the NMOS transistor Qn is an output OUT.
  • the PMOS transistor and the NMOS transistor are completely separated in structure, and like the planar transistor, the well isolation is not necessary, and the silicon pillar is Since it is a floating body, it is characterized in that it can be very compactly laid out (arranged) without requiring a body terminal for supplying a potential to a well as in a planar transistor.
  • FIG. 12 shows an entire circuit of a mask ROM as a representative semiconductor memory device (memory).
  • 300A and 300B receive column address signals ADDYa and ADDYb, respectively, and output column selection signals YAnj, YBnk and inverted column selection signals YApj, YBpk.
  • a sense amplifier 500 amplifies minute data of the memory cell output to the data line DL, and an output circuit 600 amplifies the output of the sense amplifier and outputs an output signal DOUT to the outside of the chip.
  • the sources of the transistors forming the memory cell M (0, 0) shown in the memory array 100 are connected to the reference power supply Vss, and the drain is connected to the bit line BL0 by the contact shown by the broken line A in FIG.
  • the row selection signal WL0 is selected, and when the selection transistor is turned on, a current flows from the bit line BL0 to the reference power supply Vss via the contact (A). This is defined as data "1".
  • This state is defined as data "0". That is, it is a so-called contact program type mask ROM which stores data depending on whether there is a contact connecting the select transistor and the bit line. The same applies to other memory cells.
  • FIGS. 13a, 13b and 13c show the memory array of the mask ROM of FIG. 12 configured using SGT.
  • 13a is a plan view of a layout (arrangement) of a memory array of mask ROM cells
  • FIG. 13b is a cross-sectional view along the cut line AA 'in FIG. 13a
  • FIG. 13c is a cut line BB in FIG.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view along the '.
  • representative memory cells M (0, 0) to M (0, 7) are arranged in the first row (upper row in the figure), and M (1, 0) to M (1, 1). 7) is placed in the second line, and similarly, M (3, 0) to M (3, 7) are placed in the lowest line.
  • FIGS. 13a, 13b and 13c parts having the same structure as those in FIGS. 11a and 11b are indicated by corresponding symbols in the 100s.
  • a planar silicon layer 102Mn is formed on an insulating film such as a buried oxide film (BOX) 101 formed on a substrate, and the planar silicon layer 102Mn is formed. Is formed of an n + diffusion layer by impurity implantation or the like.
  • 103 M is a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer 102 Mn.
  • 104Mp is a p-type silicon column
  • 105M is a gate insulating film surrounding the silicon column 104Mp
  • 106M is a gate electrode
  • 106Wa0, 106Wa1, and 106Wa3 are gate wirings, respectively.
  • an n + diffusion layer 107 M is formed by impurity implantation or the like.
  • 108M denotes a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 105M
  • 109M denotes a silicide layer connected to the n + diffusion layer 107M
  • 110M denotes a contact for connecting the silicide layer 109M and the wiring 113M of the first metal wiring layer .
  • the 111Wa0 is a contact for connecting the gate wiring 106Wa0 and the wiring 113Wa0 of the first metal wiring layer.
  • the gate interconnection 106Wa0 is connected to the gate electrodes 106M of the memory cells M (0, 0) to M (0, 7) arranged in the row direction.
  • the contact 114Wa0 is a contact that connects the wiring 113Wa0 of the first metal wiring layer and the wiring 115Wa0 of the second metal wiring layer.
  • the wiring 115Wa0 of the second metal wiring layer is the row selection line WL0.
  • the wiring 115Wa0 of the second metal wiring layer is connected to the gate electrode 106M of the memory cell via the contact 114Wb0, the wiring 113Wb0 of the first metal wiring layer, the contact 111Wb0, and the gate electrode 106Wb0.
  • every eight memory cells are connected. This is for the purpose of shunting (shorting) the interconnections of the second metal interconnection layer at regular intervals of the gate electrodes extending in the row direction so that the resistance of the gate electrodes 106M does not increase. The same connection is made for the other row selection lines.
  • the drain diffusion layer 107M of the memory cell M (0, 0) and the silicide layer 109M covering the surface thereof and the bit line 113B0 which is a wiring of the first metal wiring layer are contacts 110M (0 , 0), and data “1” is stored as a memory cell.
  • an imaginary contact 110z is shown at the same position. This is because, in this figure, there is no contact at this position, and data "0" is stored in this memory cell, but if it is desired to store data "1” in this memory cell, contact is made at this location Indicates to place.
  • FIG. 14 shows an example of an SRAM as an example of a memory having bit lines and inverted bit lines.
  • Reference numeral 100 denotes a memory array in which SRAM cells M (0, 0) to M (m, n) are arranged in a matrix.
  • One SRAM cell is composed of PMOS transistors Qp1 and Qp2, and NMOS transistors Qn1, Qn2, Qn3 and Qn4.
  • BL is a bit line
  • BLB is an inverted bit line
  • WL is a word line (row line)
  • Vcc is a power supply
  • Vss is a reference power supply.
  • a sense amplifier 500 amplifies minute data of the memory cell output to the data line DL and the inverted data line DLB, and an output circuit 600 further amplifies the output of the sense amplifier and outputs the output signal DOUT to the outside of the chip. It is.
  • a write control circuit 700 receives the write signal WE and the write data DIN and outputs the write data to the data line DL and the inverted data line DLB at the time of writing.
  • 15a, 15b, 15c and 15d show layout diagrams of static type memory cells (hereinafter referred to as SRAM cells) using SGT.
  • SRAM cells static type memory cells
  • SGT static type memory cells
  • FIG. 15a is a plan view of one SRAM cell.
  • 15b is a cross-sectional view in the direction of cut line AA 'in FIG. 15a
  • FIG. 15c is a cross-sectional view in the direction of cut line BB' in FIG. 15a
  • FIG. 15d is a cut line C- in FIG. The sectional view in the C 'direction is shown.
  • the NMOS transistor Qn2, the PMOS transistor Qp2 and the NMOS transistor Qn4 of the SRAM cell are in the first row (upper row in the figure), and the NMOS transistor Qn3, the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistor Qn1 are in the second row (below the figure). Rows are arranged in order from the left side of the figure.
  • Planar silicon layers 2pa, 2pb, 2na, 2nb, 2nc and 2nd are formed on an insulating film such as a buried oxide film (BOX) 1 formed on a substrate, and 2pa and 2pb are each p + by impurity implantation and the like.
  • Each of the diffusion layers 2na, 2nb, 2nc and 2nd is composed of an n + diffusion layer.
  • Reference numeral 3 denotes a silicide layer formed on the surface of the planar silicon layer (2pa, 2pb, 2na, 2nb, 2nc, 2nd), which connects the planar silicon layers 2nc, 2pb, 2nd, 2nb, 2pa, Connect 2na.
  • 4n1 and 4n2 are n-type silicon pillars, 4p1, 4p2, 4p3 and 4p4 are p-type silicon pillars, 5 is a silicon gate 4n1, 4n2, 4p1, 4p2, 4p3 and 4p4; Reference numerals 6b, 6c, and 6d denote gate wirings, respectively.
  • p + diffusion layers 7p1 and 7p2 are respectively formed by impurity implantation, and at the top of silicon pillars 4p1, 4p2, 4p3 and 4p4, n + diffusion layers 7n1, 7n2 and 7n3 , 7n4 are formed by impurity implantation or the like.
  • 9p1, 9p2, 9n1, 9n2, 9n3 and 9n4 are silicides connected to p + diffusion layers 7p1 and 7p2 and n + diffusion layers 7n1, 7n2 and 7n3 and 7n4, respectively
  • Layers 10p1, 10p2, 10n1, 10n2, 10n3 and 10n4 are silicide layers 9p1, 9p2, 9n1, 9n2, 9n3 and 9n4 and the interconnections 13c, 13g, 13a, 13f, 13e and 13h of the first metal wiring layer, respectively.
  • a contact 11a is a contact connecting the gate wiring 6a and the wiring 13b of the first metal wiring layer
  • a contact 11b is a contact connecting the gate wiring 6b and the wiring 13d of the first metal wiring layer
  • 11c is a contact connecting the gate wiring 6c and the first wiring
  • 11d is a gate wiring 6d 1 is a contact to connect the wiring 13j of the metal wiring layer.
  • 12a is a contact connecting silicide 3 connecting lower diffusion layers 2nb, 2pa and 2na to wiring 13d of the first metal wiring layer
  • 12b is silicide 3 and the first connecting lower diffusion layers 2nd, 2pb and 2nc It is a contact which connects wiring 13b of 1 metal wiring layer.
  • a silicon transistor 4n1, a lower diffusion layer 2pa, an upper diffusion layer 7p1, a gate insulating film 5, and a gate electrode 6 constitute a PMOS transistor Qp1, and a silicon pillar 4n2, a lower diffusion layer 2pb, an upper diffusion layer 7p2, a gate insulating film 5,
  • the gate electrode 6 forms a PMOS transistor Qp2, and the silicon pillar 4p1, the lower diffusion layer 2na, the upper diffusion layer 7n1, the gate insulating film 5, and the gate electrode 6 form an NMOS transistor Qn1.
  • upper diffusion layer 7n2, gate insulating film 5, and gate electrode 6 constitute an NMOS transistor Qn2, and silicon pillar 4p3, lower diffusion layer 2nb, upper diffusion layer 7n3, gate insulating film 5, gate electrode 6 an NMOS transistor
  • the silicon pillar 4p4 and the lower diffusion layer 2nd, which constitute Qn3 Part diffusion layer 7N4, the gate insulating film 5, the gate electrode 6 constitute a NMOS transistor Qn4.
  • the gate wiring 6a is connected to the gate electrode 6 of the PMOS transistor Qp1 and the NMOS transistor Qn1, and the gate wiring 6b is connected to the gate electrode 6 of the PMOS transistor Qp2 and the gate electrode 6 of the NMOS transistor Qn2.
  • the gate wiring 6c is connected to the gate electrode 6, and the gate wiring 6d is connected to the gate electrode 6 of the NMOS transistor Qn4.
  • Lower diffusion layers 2pa, 2na and 2nb become common drains of PMOS transistors Qp1, Qn1 and Qn3 through silicide 3 and are connected to interconnection 13d of the first metal interconnection layer through contact 12a and further through contact 11b It is connected to the gate electrode 6b.
  • lower diffusion layers 2pb, 2nc and 2nd become common drains of PMOS transistors Qp2, Qn2 and Qn4 through silicide 3 and are connected to interconnection 13b of the first metal interconnection layer through contact 12b, and contact 11a Are connected to the gate electrode 6a.
  • Upper diffusion layers 7p1 and 7p2 which are sources of PMOS transistors Qp1 and Qp2 are connected to first metal interconnections 13c and 13g via silicide layers 9p1 and 9p2 and contacts 10p1 and 10p2, respectively, and further contacts 14p1 and 14p2
  • the power supply Vcc is supplied to the wiring 15 a of the second metal wiring layer via the line 15 a of the second metal wiring layer.
  • Upper diffusion layers 7n1 and 7n2 which are the sources of NMOS transistors Qn1 and Qn2, are connected to interconnections 13a and 13f of the first metal interconnection layer through silicide layers 9n1 and 9n2 and contacts 10n1 and 10n2, respectively, to form a first metal interconnection layer
  • the reference power supply Vss is supplied to the wirings 13a and 13f.
  • the upper diffusion layer 7n3 which is the source of the NMOS transistor Qn3 is connected to the wiring 13e of the first metal wiring layer through the silicide layer 9n3 and the contact 10n3 and further connected to the wiring 15b of the second metal wiring layer through the contact 14n3
  • the wiring 15b of the second metal wiring layer becomes a bit line BL.
  • the upper diffusion layer 7n4, which is a source of the NMOS transistor Qn4 is connected to the wiring 13h of the first metal wiring layer through the silicide layer 9n4 and the contact 10n4, and further, the wiring 15c of the second metal wiring layer through the contact 14n4. And the wiring 15c of the second metal wiring layer becomes an inversion bit line BLB.
  • the gate electrodes 6 of the NMOS transistors Qn3 and Qn4 are connected to the gate interconnections 6c and 6d, respectively.
  • the gate wiring 6d is connected to the wiring 17 of the third metal wiring layer via the contact 11d, the wiring 13j of the first metal wiring layer, the contact 14b, the wiring 15e of the second metal wiring layer, and the contact 16b.
  • the interconnections 17 of the third metal interconnection layer connected are the word lines (row selection signals) WL.
  • the gate interconnection 6c is connected to the interconnection 17 of the third metal interconnection layer via the contact 11c, the interconnection 13i of the first metal interconnection layer, the contact 14a, the interconnection 15d of the second metal interconnection layer, and the contact 16a.
  • the SRAM cell in FIG. 14 can be provided with the PMOS transistor Qp1 and Qp2 and the NMOS transistors Qn1, Qn2, Qn3 and Qn4 with the minimum dimensions of 2 rows and 3 columns.
  • a block SRAM surrounded by a thin line frame is a unit cell unit, and the height direction is a dimension Ly1.
  • An SRAM using SGT has a PMOS transistor and an NMOS transistor completely separated in structure, does not require well isolation like a planar transistor, and a silicon pillar becomes a floating body, so it is like a planar transistor. It is characterized in that the layout (arrangement) can be made extremely compact without the need for a body terminal for supplying a potential to the wells.
  • the present invention utilizes this feature of SGT to compactly arrange a column select gate decoder for selectively connecting a bit line of a miniaturized memory cell or an inverted bit line to a data line, thereby minimizing the area. It is an object to provide a low cost semiconductor device. Furthermore, in order to maximize the transfer efficiency of the potential of the bit line or inverted bit line, a complementary MOS switch (hereinafter referred to as a CMOS switch) in which a column select gate switch is combined in parallel with a PMOS transistor Thus, it is possible to provide an efficient column select gate decoder capable of coping with a low voltage. Still another object of the present invention is to provide a decoder circuit which selectively connects an input signal or an output signal to a common node.
  • CMOS switch complementary MOS switch
  • a semiconductor device achieves the above object by arranging a plurality of transistors in which sources, drains and gates are arranged hierarchically in a direction perpendicular to the substrate on the substrate.
  • a semiconductor device that Each of the transistors is With silicon pillar, An insulator surrounding the side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, wherein the drain region is disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
  • the decoder circuit at least Multiple input or output signals, With multiple selection signals, A plurality of inverted selection signals forming a pair with the plurality of selection signals;
  • a plurality of complementary MOS switches each including one N channel MOS transistor and one P channel MOS transistor, The source region of the N-channel MOS transistor and the drain region of the P-channel MOS transistor are commonly connected to serve as input terminals of the plurality of complementary MOS switches, The drain region of the N-channel MOS transistor and
  • any one of the plurality of input or output signals is input to each of the input terminals of the plurality of complementary MOS switches,
  • the drain region of the N channel MOS transistor serving as each output of the plurality of complementary MOS switches and the source region of the P channel MOS transistor are commonly connected via a silicide layer disposed closer to the substrate than the silicon pillar. It is characterized by
  • any one of the plurality of input or output signals is input, and any one of the plurality of selection signals and any one of the plurality of inverted selection signals forming a pair is input.
  • the drain regions of the N-channel MOS transistors and the source regions of the P-channel MOS transistors, which are the outputs of the complementary MOS switches, are disposed closer to the substrate than the silicon pillar in at least two or more sets of the complementary MOS switches.
  • the common connection is made through the silicide layers.
  • an input line for supplying the plurality of inputs or an output line for supplying the output, a plurality of selection signal lines for supplying the plurality of selection signals, and the plurality of selection signals Inverted selection signal lines for supplying a plurality of inverted selection signals forming the signal line are arranged to be orthogonal.
  • the plurality of input lines or the plurality of output lines, the plurality of selection signal lines, and the plurality of inversion selection signal lines forming a pair are arranged to be orthogonal to each other, and The selection signal line and the inversion selection signal line that form
  • the plurality of input signal lines or output signal lines are bit lines
  • the selection signal line is a column selection line
  • the inversion selection signal line is an inversion column selection line
  • the plurality of complementary MOS switches are column selection gate switches.
  • bit lines are arranged extending in the column direction
  • the column select line and the inverted column select line are arranged in the row direction in a hierarchy different from that of the bit line, and a pair of the N channel MOS transistor and the P channel MOS transistor constituting the complementary MOS switch are the Arranged in the column direction along the bit lines.
  • the semiconductor device constitutes a decoder circuit by arranging on the substrate a plurality of transistors whose sources, drains and gates are arranged hierarchically in the direction perpendicular to the substrate.
  • Each of the transistors is With silicon pillar, An insulator surrounding the side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, wherein the drain region is disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
  • the decoder circuit at least The first bit line, A second bit line, A first column selection signal and a second column selection signal; A first inverted column selection signal paired with the first column selection signal; A second inverted column selection signal paired with the second column selection signal; A first N channel MOS transistor and a first P channel MOS transistor constituting a first complementary MOS switch; A second N-channel MOS transistor and a second P-channel MOS transistor constituting a second complementary MOS switch,
  • the drain region of the first N-channel MOS transistor and the source region of the first P-channel MOS transistor are commonly connected to form a second terminal of the first complementary MOS switch.
  • the source region of the second N-channel MOS transistor and the drain region of the second P-channel MOS transistor are commonly connected to form a third terminal of the second complementary MOS switch.
  • the drain region of the second N-channel MOS transistor and the source region of the second P-channel MOS transistor are commonly connected to serve as a fourth terminal of the second complementary MOS switch.
  • the first column selection signal is input to the gate electrode of the first N channel MOS transistor
  • the first inverted column selection signal is input to the gate electrode of the first P-channel MOS transistor
  • the second column selection signal is input to the gate electrode of the second N channel MOS transistor
  • the second inverted column selection signal is input to the gate electrode of the second P-channel MOS transistor
  • the first bit line is connected to a first terminal of the first complementary MOS switch
  • the second bit line is connected to a third terminal of the second complementary MOS switch
  • the drain region of the second N-channel MOS transistor serving as the output of the second complementary MOS switch and the source region of the second P-channel MOS transistor are disposed closer to the substrate than the silicon pillar and through the silicide layer And are commonly connected.
  • first bit line and the second bit line are arranged extending in the column direction, A first column selection line for supplying the first column selection signal, a first inverted column selection line for supplying the first inversion column selection signal, and a second for supplying the second column selection signal A column selection line and a second inversion column selection line supplying the second inversion column selection signal are arranged in the row direction in a hierarchy different from the first bit line and the second bit line.
  • the first bit line and the second bit line are arranged extending in the column direction
  • the first column select line and the first inverted column select line, and the second column select line and the second inverted column select line are the first bit line and the second bit line.
  • the first column selection line, the second column selection line, the first inversion column selection line, and the second inversion column selection line are arranged in this order:
  • the first N channel MOS transistor and the first P channel MOS transistor, or the second N channel MOS transistor and the second P channel MOS transistor respectively correspond to the first bit line or the second bit line.
  • the first bit line and the second bit line are arranged extending in the column direction,
  • the first column selection line, the first inversion column selection line, the second column selection line, and the second inversion column selection line are different from the first bit line and the second bit line.
  • the first N-channel MOS transistor, the first P-channel MOS transistor, the second N-channel MOS transistor, and the second P-channel MOS transistor are arranged along the first bit line or an extension thereof. It is arranged in one column in the column direction.
  • a semiconductor device forming a decoder circuit by arranging on a substrate a plurality of transistors in which a source, a drain and a gate are arranged hierarchically in a direction perpendicular to the substrate.
  • Each of the transistors is With silicon pillar, An insulator surrounding the side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, wherein the drain region is disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
  • the decoder circuit at least With multiple bit lines, A plurality of inverted bit lines paired with a plurality of bit lines, With multiple column selection lines, An inverted column selection line paired with the plurality of column selection lines;
  • a plurality of complementary MOS switches each including one N channel MOS transistor and one P channel MOS transistor, The source region of the N-channel MOS transistor and the drain region of the P-channel MOS transistor are commonly connected to become an input terminal of the complementary MOS switch, The drain region of the N-channel MOS transistor and the source region of the P-channel MOS transistor are commonly connected to become an output terminal of the complementary MOS switch,
  • One of the plurality of column select lines is connected to a
  • One of the plurality of inverted column selection lines is connected to the gate electrode of the P-channel MOS transistor.
  • Each of the plurality of bit lines and the plurality of inverted bit lines is input to the input terminal of the plurality of complementary MOS switches,
  • the drain region of the N-channel MOS transistor serving as the output of the complementary MOS switch and the source region of the P-channel MOS transistor are disposed closer to the substrate than the silicon pillar and are commonly connected via a silicide layer.
  • the plurality of bit lines and the plurality of inverted bit lines are arranged extending in the column direction
  • the plurality of column selection lines and the plurality of inversion column selection lines are arranged in the row direction in a hierarchy different from the plurality of bit lines and the plurality of inversion bit lines.
  • the plurality of bit lines include at least a first bit line and a first inversion bit line.
  • the plurality of column select lines comprises at least a first column select line and a second column select line,
  • the plurality of inversion column selection lines include at least a first inversion column selection line and a second inversion column selection line.
  • the first bit line and the first inversion bit line are arranged extending in the column direction
  • the first column select line and the pair of the first inverted column select line, and the second column select line and the pair of the second inverted column select line are the first bit line, Are arranged in the row direction in a hierarchy different from the inverted bit line of 1,
  • the first column selection line, the second column selection line, the first inversion column selection line, and the second inversion column selection line are arranged in this order:
  • the first bit lines or the first inversion bit lines are arranged in the column direction.
  • a semiconductor device constituting a decoder circuit by arranging on a substrate a plurality of transistors in which sources, drains and gates are hierarchically arranged in a direction perpendicular to the substrate.
  • Each of the transistors is With silicon pillar, An insulator surrounding the side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, wherein the drain region is disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
  • the decoder circuit at least The first bit line, A first inverting bit line, A second bit line, A second inversion bit line and a first column selection line, A first inverted column selection line paired with the first column selection line; The second column select line, A second inverted column selection line paired with the second column selection line; A first N channel MOS transistor and a first P channel MOS transistor constituting a first complementary MOS switch; A second N-channel MOS transistor
  • the drain region of the first N-channel MOS transistor and the source region of the first P-channel MOS transistor are commonly connected to form a second terminal of the first complementary MOS switch.
  • the source region of the second N-channel MOS transistor and the drain region of the second P-channel MOS transistor are commonly connected to form a third terminal of the second complementary MOS switch.
  • the drain region of the second N-channel MOS transistor and the source region of the second P-channel MOS transistor are commonly connected to serve as a fourth terminal of the second complementary MOS switch.
  • the source region of the third N-channel MOS transistor and the drain region of the third P-channel MOS transistor are commonly connected to form a fifth terminal of the third complementary MOS switch.
  • the drain region of the third N-channel MOS transistor and the source region of the third P-channel MOS transistor are commonly connected to form a sixth terminal of the third complementary MOS switch.
  • the source region of the fourth N-channel MOS transistor and the drain region of the fourth P-channel MOS transistor are commonly connected to serve as a seventh terminal of the fourth complementary MOS switch.
  • the drain region of the fourth N-channel MOS transistor and the source region of the fourth P-channel MOS transistor are commonly connected to form an eighth terminal of the fourth complementary MOS switch.
  • the first column select line is connected to the gate electrode of the first N channel MOS transistor, The first inversion column line selection is connected to the gate electrode of the first P-channel MOS transistor, The first column select line is connected to the gate electrode of the second N channel MOS transistor, The first inversion column selection line is connected to the gate electrode of the second P-channel MOS transistor, The second column select line is connected to the gate electrode of the third N-channel MOS transistor, The second inversion column selection line is connected to the gate electrode of the third P-channel MOS transistor, The second column select line is connected to the gate electrode of the fourth N-channel MOS transistor, The second inversion column selection line is connected to the gate electrode of the fourth P-channel MOS transistor, The first bit line is connected to a first terminal of the first complementary MOS switch, The first inversion bit line is connected to the third terminal of the second complementary MOS switch, The second bit line is connected to a fifth terminal of the third complementary MOS switch, The drain of the first N-channel MOS transistor, wherein the second inversion bit line is connected
  • the first bit line, the first inverted bit line, the second bit line and the second inverted bit line are arranged extending in the column direction,
  • the first column select line and the pair of the first inverted column select line, and the second column select line and the pair of the second inverted column select line are the first bit line;
  • the first inversion bit line, the second bit line, and the second inversion bit line are arranged in the row direction in a layer different from the layer,
  • the first column selection line, the second column selection line, the first inversion column selection line, and the second inversion column selection line are arranged in this order:
  • the first N-channel MOS transistor constituting the first complementary MOS switch and the first P-channel MOS transistor, and the second N-channel MOS transistor constituting the second complementary MOS switch, and the first N-channel MOS transistor Second P-channel MOS transistor, the third N-channel MOS transistor forming the third complementary MOS switch, the third P-channel MOS transistor, and the fourth N forming the fourth complementary MOS switch The channel MOS
  • the first bit line, the first inverted bit line, the second inverted bit line, and the second bit line are arranged in the order of the columns,
  • the first complementary MOS switch, the second complementary MOS switch, the fourth complementary MOS switch, and the third complementary MOS switch are arranged in this order:
  • the drain region of the second N-channel MOS transistor serving as the fourth terminal of the second complementary MOS switch, the source region of the second P-channel MOS transistor, and the eighth of the fourth complementary MOS switch The drain region of the fourth N-channel MOS transistor and the source region of the fourth P-channel MOS transistor serving as the terminals of the fourth P-channel MOS transistor are disposed closer to the substrate than the silicon pillar and commonly connected through the silicide layer.
  • the first bit line, the second bit line, the first inversion bit line, and the second inversion bit line are arranged in the column direction in the order of:
  • the drain region of the first N-channel MOS transistor serving as the second terminal of the first complementary MOS switch, the source region of the first P-channel MOS transistor, and the sixth of the third complementary MOS switch The drain region of the third N-channel MOS transistor and the source region of the third P-channel MOS transistor serving as terminals of the third transistor are commonly connected through a silicide layer disposed closer to the substrate than the silicon pillar, and the second The drain region of the second N-channel MOS transistor serving as the fourth terminal of the complementary MOS switch, the source region of the second P-channel MOS transistor, and the eighth terminal of the fourth complementary MOS switch
  • the fourth N-channel MOS transistor Drain and source regions of said fourth P-channel MOS transistor are commonly connected via a silicide layer disposed on the substrate side from the silicon column.
  • a semiconductor device constituting a decoder circuit by arranging on a substrate a plurality of transistors in which a source, a drain and a gate are arranged hierarchically in a direction perpendicular to the substrate.
  • Each of the transistors is With silicon pillar, An insulator surrounding the side surface of the silicon pillar; A gate surrounding the insulator; A source region disposed above or below the silicon pillar; A drain region disposed above or below the silicon pillar, wherein the drain region is disposed opposite to the source region with respect to the silicon pillar;
  • the decoder circuit at least The first bit line, A first inverting bit line, A second bit line, A second inversion bit line and a first column selection line, A first inverted column selection line paired with the first column selection line; The second column select line, A second inverted column selection line paired with the second column selection line; A first N channel MOS transistor and a first P channel MOS transistor constituting a first complementary MOS switch; A second N-channel MOS transistor and a second P-channel MOS transistor constituting a second complementary MOS switch; A third N channel MOS transistor and a third P channel MOS transistor constituting a third complementary MOS switch; A fourth N-channel MOS transistor and a fourth P-channel
  • the drain region of the first N-channel MOS transistor and the source region of the first P-channel MOS transistor are commonly connected to form a second terminal of the first complementary MOS switch.
  • the source region of the second N-channel MOS transistor and the drain region of the second P-channel MOS transistor are commonly connected to form a third terminal of the second complementary MOS switch.
  • the drain region of the second N-channel MOS transistor and the source region of the second P-channel MOS transistor are commonly connected to serve as a fourth terminal of the second complementary MOS switch.
  • the source region of the third N-channel MOS transistor and the drain region of the third P-channel MOS transistor are commonly connected to form a fifth terminal of the third complementary MOS switch.
  • the drain region of the third N-channel MOS transistor and the source region of the third P-channel MOS transistor are commonly connected to form a sixth terminal of the third complementary MOS switch.
  • the source region of the fourth N-channel MOS transistor and the drain region of the fourth P-channel MOS transistor are commonly connected to serve as a seventh terminal of the fourth complementary MOS switch.
  • the drain region of the fourth N-channel MOS transistor and the source region of the fourth P-channel MOS transistor are commonly connected to form an eighth terminal of the fourth complementary MOS switch.
  • the first column select line is connected to the gate electrode of the first N channel MOS transistor, The first inversion column line selection is connected to the gate electrode of the first P-channel MOS transistor, The first column select line is connected to the gate electrode of the second N channel MOS transistor, The first inversion column selection line is connected to the gate electrode of the second P-channel MOS transistor, The second column select line is connected to the gate electrode of the third N-channel MOS transistor, The second inversion column selection line is connected to the gate electrode of the third P-channel MOS transistor, The second column select line is connected to the gate electrode of the fourth N-channel MOS transistor, The second inversion column selection line is connected to the gate electrode of the fourth P-channel MOS transistor, The first bit line is connected to a first terminal of the first complementary MOS switch, The first inversion bit line is connected to the third terminal of the second complementary MOS switch, The second bit line is connected to a fifth terminal of the third complementary MOS switch, The source of the first N-channel MOS transistor, wherein the second inversion bit line is connected
  • the first bit line, the first inverted bit line, the second bit line and the second inverted bit line are arranged extending in the column direction,
  • the first column select line and the pair of the first inverted column select line, and the second column select line and the pair of the second inverted column select line are the first bit line;
  • the first inversion bit line, the second bit line, and the second inversion bit line are arranged in the row direction in a layer different from the layer,
  • the first column selection line, the second column selection line, the first inversion column selection line, and the second inversion column selection line are arranged in this order:
  • the first N-channel MOS transistor constituting the first complementary MOS switch and the first P-channel MOS transistor, and the second N-channel MOS transistor constituting the second complementary MOS switch, and the first N-channel MOS transistor Second P-channel MOS transistor, the third N-channel MOS transistor forming the third complementary MOS switch, the third P-channel MOS transistor, and the fourth N forming the fourth complementary MOS switch The channel MOS
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of a column select gate decoder of the present invention. It is a top view of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is a top view of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is a top view of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 1 of this invention.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of a column select gate decoder of the present invention. It is a top view of the column selection gate decoder of Example 2 of this invention. It is a top view of the column selection gate decoder of Example 2 of this invention. It is a top view of the row selection gate decoder of Example 2 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 2 of this invention.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of a column select gate decoder of the present invention. It is a top view of the column selection gate decoder of Example 4 of this invention. It is a top view of the column selection gate decoder of Example 4 of this invention. It is a top view of the column selection gate decoder of Example 4 of this invention. It is sectional drawing of the row selection gate decoder of Example 4 of this invention.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional SRAM using an SGT.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional SRAM using an SGT.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional SRAM using an SGT.
  • FIG. 1 shows an equivalent circuit 400 of a column select gate decoder applied to the present invention.
  • YAnj (j 0 to 3)
  • YApj, YBnk (k 0 to 1)
  • YBpk are column selection signals output from column decoders 300A and 300B in FIG. 12, respectively.
  • the NMOS transistor AGn0 forming the first CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL0, a column selection signal YAn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp0
  • the drain is connected to the bit line BL0
  • the inverted column selection signal YAp0 is input to the gate
  • the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn1 constituting a second CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL1, a column selection signal YAn1 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp1.
  • the drain is connected to the bit line BL1, the gate receives the inverted column selection signal YAp1, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn2 constituting the third CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL2, a column selection signal YAn2 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp2
  • the drain is connected to the bit line BL2, the inverted column selection signal YAp2 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn3 forming the fourth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL3, a column selection signal YAn3 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp3.
  • the drain is connected to the bit line BL3, the inverted column selection signal YAp3 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor BGn0 constituting a CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the common node N1, a gate to which the column selection signal YBn0 is input, and a drain connected to the common node N3 (ie, data line DL)
  • the PMOS transistor BGp0 has a drain connected to the common node N1, a gate to which the inverted column selection signal YBp0 is input, and a source connected to the common node N3.
  • NMOS transistors AGn4, AGn5, AGn6 and AGn7 are provided between bit lines BL4, BL5, BL6 and BL7 and common node N2, respectively, and have column selection signals YAn0, YAn1, YAn2 and YAn3 input to their gates. Be done.
  • PMOS transistors AGp4, AGp5, AGp6, AGp7 are respectively disposed between bit lines BL4, BL5, BL6, BL7 and common node N2, and the gates thereof receive inverted column selection signals YAp0, YAp1, YAp2, YAp3. Be done.
  • the NMOS transistor BGn1 is disposed between the common node N2 and the common node N3 (ie, the data line DL), and has a gate to which a column selection signal YBn1 is connected.
  • the PMOS transistor BGp1 is disposed between the common node N2 and the common node N3 (that is, the data line DL), and the inverted column selection signal YBp1 is connected to the gate.
  • the CMOS switch transfer switch
  • the current flows in both directions, so the drain and the source may be reversed depending on the operating state.
  • the source of the NMOS transistor or the drain of the PMOS transistor is connected to the bit line on the assumption that a current flows from the data line DL to the bit line.
  • reverse connection is also included in the present invention.
  • Example 1 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2h, 2i, 2j, 2j, 2k and 2l as an embodiment in which the equivalent circuit of FIG. Example 1 is shown in FIG. 2a is a plan view of the layout (arrangement) of the column select gate decoder of the present invention
  • FIG. 2b is a plan view showing only the lower diffusion layer and the transistor in FIG. 2a
  • FIG. 2 d is a cross-sectional view taken along the cut line AA ′ in FIG. 2 a
  • FIG. 2g is a cross-sectional view along the cut line DD' in FIG. 2a
  • FIG. 2h is a cut line EE in FIG. 2i is a cross-sectional view along the cut line FF 'in FIG. 2a
  • FIG. 2j is a cross-sectional view along the cut line G-G' in FIG. 2a
  • FIG. 2l shows a cross-sectional view along cut line II 'in FIG. 2a.
  • bit lines BL0 to BL7 are extended and arranged by the interconnections of the first metal interconnection layer in the vertical direction of the figure. Further, column selection signals YAn0 to YAn3, YAp0 to YAp3, YBn0, YBp0, YBn1 and YBp1 are extended and arranged in the lateral direction of the drawing by the wiring of the second metal wiring layer.
  • bit line BL0 to BL7 formed by the interconnections of the first metal interconnection layer and column selection lines YAn0 to YAn3 formed by the interconnections of the second metal interconnection layer and inverted column selection lines YAp0 to YAp3, respectively NMOS transistors AGn0 to AGn7 and PMOS transistors AGp0 to AGp7 are arranged.
  • the major feature of the present invention is that the drains of the NMOS transistors AGn0, AGn1, AGn2, AGn3 which are column selection gate transistors, the sources of the PMOS transistors AGp0, AGp1, AGp2, AGp3 and the sources of the NMOS transistor BGn0 are described later.
  • the drains of PMOS transistors BGp0 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer, and the drains of NMOS transistors AGn4, AGn5, AGn6, AGn7 which are column selection gate transistors, the sources of PMOS transistors AGp4, AGp5, AGp6, AGp7.
  • FIGS. 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f, 2g, 2h, 2i, 2j, 2k and 2l the same structure as in FIGS. 10a and 10b is provided. Are indicated by corresponding symbols in the 200s.
  • the buried oxide layer (BOX) formed on the substrate Planar silicon layers 202na, 202nb, 202nc, 202nd, 202ne, 202nf, 202pa, 202pb, 202pc and 202pd are formed on an insulating film such as 201.
  • planar silicon layers 202na, 202nb, 202nc, 202nb, 202ne, 202nf and the planar silicon layers 202pa, 202pb, 202pc, 202pd are respectively doped with impurities to form an n + diffusion layer or a p + diffusion layer.
  • Reference numeral 203 denotes a silicide layer formed on the surface of planar silicon layers (202na, 202nb, 202nc, 202nd, 202ne, 202nf, 202pa, 202pb, 202pc and 202pd).
  • 204AGp0, 204AGp1, 204AGp2, 204AGp4, 204AGp5, 204AGp6, 204AGp7, 204BGp0, 204BGp1 are p-type silicon pillars, 204AGn0, 204AGn1, 204AGn2, 204AGn2, 204AGn4, 204AGn5, 204AGn6, 4007Pp.
  • 205 are silicon pillars 204AGp0, 204AGp1, 204AGp3, 204AGp4, 204AGp6, 204AGp6, 204AGp7, 204BGp0, 204BGp1, 204AGn0, 204AGn1, 204AGn1, 204AGn2, 204AGn3, 204AGn4, 204AGn5, 204AGn6, 204Bn7 n0, a gate insulating film surrounding 204BGn1, 206 is a gate electrode, 206a, 206b, 206c, 206d, 206e, 206f, 206g, 206h, 206i, 206j, 206l, 206m, 206n, 206p, 206q, 206s, 206s, 206s 206t and 206u are gate wiring respectively.
  • the gate insulating film 205 includes a gate electrode 206, gate wirings 206a, 206b, 206c, 206d, 206e, 206f, 206g, 206h, 206i, 206k, 206l, 206m, 206n, 206p, 206r, 206s, 206t, and 206t. It is also formed under 206u.
  • n + diffusion layers 207AGn0, 207AGn1, 207AGn2, 207AGn3, 207AGn4, 207AGn7 are formed by implanting impurities, etc.
  • the silicon pillars 204AGn0, 204AGn1, 204AGn2, 204AGn3, 204AGn4, 204AGn5, 204AGn6, 204AGn7, 204AGn7, 204BGn0, 204BGn1 are p @ + diffusion layers 207AGp0, 207AGp1, 207AGp2, 207AGp3, and 207AGp4 respectively.
  • 207AGp5,207AGp6,207AGp7,207BGp0,207BGp1 is formed by impurity implantation or the like.
  • Reference numeral 208 denotes a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 205.
  • 209AGn0, 209AGn1, 209AGn2, 209AGn4, 209AGn5, 209AGn6, 209AGn7, 209BGn0, 209BGn1 are n + diffusion layers 207AGn0, 207AGn1, 207AGn2, 207AGn3, 207AGn4, 207AGn5, 207AGn6, 2077 n 209AGp0, 209AGp1, 209AGp2, 209AGp4, 209AGp5, 209AGp6, 209AGp7, 209BGp0, 209BGp1 are respectively p + diffusion layers 207AGp0, 207AGp1, 207AGp2, 207AGp3, 207AGp4, 207AGp5, 207AGp7, 207p7 A silicide layer connected to 207BGp0,207BGp1.
  • a contact 211a connects the gate wiring 206a and the wiring 213a of the first metal wiring layer
  • a contact 211b connects the gate wiring 206b and the wiring 213b of the first metal wiring layer
  • a portion 211c shows the gate wiring 206c and the first metal wiring layer.
  • a contact 211m connects the gate wiring 206m and the wiring 213m of the first metal wiring layer.
  • a 211n connects the gate wiring 206n and the first A contact connecting the wiring 213n of one metal wiring layer, a contact 211p connecting the gate wiring 206p and the wiring 213p of the first metal wiring layer, a contact 211q connecting a gate wiring 206q and the wiring 213q of the first metal wiring layer, 211 r is the gate wiring 2
  • a contact 211r connects the gate wiring 206s to the wiring 213s of the first metal wiring layer.
  • a contact 211t connects the gate wiring 206t to the wiring 213t of the first metal wiring layer.
  • the contact 211u is a contact for connecting the gate wiring 206u and the wiring 213u of the first metal wiring layer.
  • 214a is a contact connecting the wiring 213a of the first metal wiring layer and the wiring 215a of the second metal wiring layer
  • 214b is a contact connecting the wiring 213b of the first metal wiring layer and the wiring 215b of the second metal wiring layer
  • 214c is a contact The contact connecting the wiring 213c of the first metal wiring layer and the wiring 215c of the second metal wiring layer, the contact 214d connecting the wiring 213d of the first metal wiring layer and the wiring 215d of the second metal wiring layer, and 214e the first A contact that connects the wiring 213e of the metal wiring layer and the wiring 215e of the second metal wiring layer
  • 214f is a contact that connects the wiring 213f of the first metal wiring layer and the wiring 215f of the second metal wiring layer
  • 214g is a first metal wiring Contact for connecting the wiring 213g of the second layer and the wiring 215g of the second metal wiring layer
  • 214h The contact connecting the wiring 213h of the first metal wiring layer and the
  • the silicon pillar 204AGp0, the lower diffusion layer 202na, the upper diffusion layer 207AGn0, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 form an NMOS transistor AGn0, and the silicon pillar 204AGp1, lower diffusion layer 202nb, upper diffusion layer 207AGn1, gate insulating film 205,
  • the gate electrode 206 forms an NMOS transistor AGn1, and the silicon pillar 204AGp2, the lower diffusion layer 202na, the upper diffusion layer 207AGn2, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 form an NMOS transistor AGn2.
  • a silicon pillar 204AGp3, a lower diffusion layer An NMOS transistor AGn 3 is configured by the 202 nb, the upper diffusion layer 207 AGn 3, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206, and the silicon pillar 204 AGp 4, the lower diffusion layer 202 d, the upper diffusion layer 207AGn4, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 constitute an NMOS transistor AGn4, and the silicon pillar 204AGp5, the lower diffusion layer 202ne, the upper diffusion layer 207AGn5, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 form an NMOS transistor
  • the NMOS transistor AGn6 is formed of the silicon pillar 204AGp6, the lower diffusion layer 202nd, the upper diffusion layer 207AGn6, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206, and forms a silicon pillar 204AGp7, a lower diffusion layer 202ne, an upper diffusion layer 207AGn7.
  • the gate insulating film 205 and the gate electrode 206 constitute an NMOS transistor AGn7, and the silicon pillar 204BGp0, the lower diffusion layer 202nc, the upper diffusion layer 207BGn0, the gate insulation 205, the gate electrode 206 constitute an NMOS transistor BGn0, silicon pillar 204BGp1, lower diffusion layer 202Nf, the upper diffusion layer 207BGn1, the gate insulating film 205, the gate electrode 206, constituting the NMOS transistor BGn1.
  • the silicon pillar 204AGn0, the lower diffusion layer 202pa, the upper diffusion layer 207AGp0, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 constitute a PMOS transistor AGp0, and the silicon pillar 204AGn1, lower diffusion layer 202pb, upper diffusion layer 207AGp1, gate insulating film 205,
  • the gate electrode 206 forms a PMOS transistor AGp1, and the silicon pillar 204AGn2, the lower diffusion layer 202pa, the upper diffusion layer 207AGp2, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206 form a PMOS transistor AGp2.
  • the PMOS transistor AGp3 is configured by the 202pb, the upper diffusion layer 207AGp3, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206, and the silicon pillar 204AGn4 and the lower diffusion layer 202 are formed.
  • the PMOS transistor AGp6 is configured by the silicon pillar 204AGn6, the lower diffusion layer 202pc, the upper diffusion layer 207AGp6, the gate insulating film 205, and the gate electrode 206, and the silicon pillar 204AGn7, the lower diffusion layer 202pd, the upper diffusion layer 207AGp7.
  • the gate insulating film 205 and the gate electrode 206 constitute a PMOS transistor AGp7, and the silicon pillar 204BGn0, the lower diffusion layer 202pb, the upper diffusion layer 207BGp0, the gate insulation 205, the gate electrode 206 constitute a PMOS transistor BGp0, silicon pillar 204BGn1, lower diffusion layer 202Pd, the upper diffusion layer 207BGp1, the gate insulating film 205, the gate electrode 206, constituting the PMOS transistor BGP1.
  • the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn0, the gate wiring 206c is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn1, and the gate wiring 206e is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn2.
  • the gate wiring 206g is connected to the gate electrode 206 of AGn3, the gate wiring 206i is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn4, and the gate wiring 206k is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn5.
  • the gate wiring 206m is connected to the gate electrode 206, the gate wiring 206p is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn7, and the NMOS transistor BGn is connected.
  • Gate wiring 206r is connected to the gate electrode 206 of the gate line 206t is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor BGn1.
  • the gate wiring 206b is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp0, the gate wiring 206d is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp1, and the gate wiring 206f is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp2.
  • the gate wiring 206h is connected to the gate electrode 206 of AGp3, the gate wiring 206j is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp4, and the gate wiring 206l is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp5.
  • the gate wiring 206n is connected to the gate electrode 206, the gate wiring 206q is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp7, and the PMOS transistor BGp is connected.
  • Gate wiring 206s is connected to the gate electrode 206 of the gate lines 206u is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor BGP1.
  • the lower diffusion layers 202na, 202pa, 202nb, 202pb, 202nc are common drains of the NMOS transistors AGn0, AGn1, AGn2, AGn3 via the silicide 203, and common to the PMOS transistors AGp0, AGp1, AGp2, AGp3.
  • the source is connected, and the lower diffusion layer which is the source of the NMOS transistor BGn0 and the lower diffusion layer which is the drain of the PMOS transistor BGp0 are commonly connected.
  • upper n + diffusion layer 207BGn0 which is the drain of NMOS transistor BGn0 is connected to interconnection 213v of the first metal wiring layer via silicide layer 209BGn0 and contact 210BGn0
  • upper p + diffusion layer 207BGp0 which is the source of PMOS transistor BGp0 It is connected to the wiring 213v of the first metal wiring layer through the silicide layer 209BGp0 and the contact 210BGp0.
  • the wire 213 v of the first metal wiring layer is connected to the data line DL.
  • lower diffusion layers 202nd, 202pc, 202ne, 202pd, 202nf connect common drains of NMOS transistors AGn4, AGn5, AGn6, AGn7 and common sources of PMOS transistors AGp4, AGp5, AGp6, AGp7 through silicide 203. Furthermore, the lower diffusion layer which is the source of the NMOS transistor BGn1 and the lower diffusion layer which is the drain of the PMOS transistor BGp1 are connected in common.
  • n + diffusion layer 207BGn1 which is the drain of the NMOS transistor BGn1 is connected to the wiring 213v of the first metal wiring layer through the silicide layer 209BGn1 and the contact 210BGn1 and the p + diffusion layer 207BGp1 which is the source of the PMOS transistor BGp1 is a silicide It is connected to the wiring 213v of the first metal wiring layer through the layer 209BGp1 and the contact 210BGp1.
  • the upper diffusion layer 207AGn0 to be the source of the NMOS transistor AGn0 is connected to the wiring 113B0 of the first metal interconnection layer through the silicide layer 209AGn0 and the contact 210AGn0, and the 113B0 becomes the bit line BL0.
  • the upper diffusion layer 207AGn1 to be the source of the NMOS transistor AGn1 is connected to the wiring 113B1 of the first metal wiring layer via the silicide layer 209AGn1 and the contact 210AGn1, and the bit 113B1 becomes a bit line BL1.
  • the upper diffusion layer 207AGn2 to be a source of the NMOS transistor AGn2 is connected to the wiring 113B2 of the first metal wiring layer through the silicide layer 209AGn2 and the contact 210AGn2, and the bit 113B2 becomes a bit line BL2.
  • the upper diffusion layer 207AGn3 to be a source of the NMOS transistor AGn3 is connected to the wiring 113B3 of the first metal wiring layer through the silicide layer 209AGn3 and the contact 210AGn3, and the bit 113B3 becomes a bit line BL3.
  • the upper diffusion layer 207AGn4 to be the source of the NMOS transistor AGn4 is connected to the wiring 113B4 of the first metal wiring layer through the silicide layer 209AGn4 and the contact 210AGn4, and the bit 113B4 becomes a bit line BL4.
  • the upper diffusion layer 207AGn5 to be a source of the NMOS transistor AGn5 is connected to the wiring 113B5 of the first metal wiring layer via the silicide layer 209AGn5 and the contact 210AGn5, and the bit 113B5 becomes a bit line BL5.
  • the upper diffusion layer 207AGn6 to be the source of the NMOS transistor AGn6 is connected to the wiring 113B6 of the first metal wiring layer through the silicide layer 209AGn6 and the contact 210AGn6, and the 113B6 becomes a bit line BL6.
  • the upper diffusion layer 207AGn7 to be a source of the NMOS transistor AGn7 is connected to the wiring 113B7 of the first metal wiring layer through the silicide layer 209AGn7 and the contact 210AGn7, and the bit 113B7 becomes a bit line BL7.
  • the bit lines BL0, BL1, BL2, BL3, BL4, BL5, BL6, and BL7 configured by the interconnections of the first metal interconnection layer are arranged to extend in the vertical direction in FIG. 2a.
  • Wiring 215a of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn0 extends in the lateral direction of FIG. 2a, and is connected to gate wiring 206a through contact 214a, wiring 213a of the first metal wiring layer, and contact 211a.
  • the gate wiring 206a is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn0.
  • the wiring 215a of the second metal wiring layer is connected to the gate wiring 206i through the contact 214i, the wiring 213i of the first metal wiring layer, and the contact 211i, and the gate wiring 206i is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn4. Ru.
  • Wiring 215b of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YAp0 extends in the lateral direction of FIG. 2a and is connected to the gate wiring 206b through the contact 214b, the first metal wiring 213b, and the contact 211b,
  • the interconnection 206 b is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp 0.
  • the second metal interconnection 215b is connected to the gate interconnection 206j via the contact 214j, the first metal interconnection 213j, and the contact 211j, and the gate interconnection 206j is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp5.
  • Wiring 215c of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn1 extends in the lateral direction of FIG. 2a, and is connected to gate wiring 206c through contact 214c, wiring 213c of the first metal wiring layer, and contact 211c.
  • the gate wiring 206c is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn1.
  • the wiring 215c of the second metal wiring layer is connected to the gate wiring 206k through the contact 214k, the wiring 213k of the first metal wiring layer, and the contact 211k, and the gate wiring 206k is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn5. Ru.
  • Wiring 215d of the second metal wiring layer for supplying inverted column selection signal YAp1 extends in the lateral direction of FIG. 2a and is connected to gate wiring 206d via contact 214d, wiring 213d of the first metal wiring layer, and contact 211d.
  • the gate wiring 206d is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp1.
  • the wire 215d of the second metal wiring layer is connected to the gate wire 206l through the contact 214l, the wire 213l of the first metal wiring layer, and the contact 211l, and the gate wire 206l is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp5. Ru.
  • Wiring 215e of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn2 extends in the lateral direction of FIG. 2a, and is connected to gate wiring 206e through contact 214e, wiring 213e of the first metal wiring layer, and contact 211e.
  • the gate wiring 206e is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn2.
  • the wiring 215e of the second metal wiring layer is connected to the gate wiring 206m through the contact 214m, the wiring 213m of the first metal wiring layer, and the contact 211m, and the gate wiring 206m is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn6. Ru.
  • Wiring 215f of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YAp2 extends in the lateral direction of FIG. 2a and is connected to the gate wiring 206f via the contact 214f, the wiring 213f of the first metal wiring layer, and the contact 211f.
  • the gate wiring 206f is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp2.
  • the wiring 215f of the second metal wiring layer is connected to the gate wiring 206n through the contact 214n, the wiring 213n of the first metal wiring layer, and the contact 211n, and the gate wiring 206n is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp6. Ru.
  • Wiring 215g of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn3 extends in the lateral direction of FIG. 2a and is connected to gate wiring 206g via contact 214g, wiring 213g of the first metal wiring layer, and contact 211g.
  • the gate wiring 206g is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn3.
  • the wiring 215g of the second metal wiring layer is connected to the gate wiring 206p via the contact 214p, the wiring 213p of the first metal wiring layer, and the contact 211p, and the gate wiring 206p is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor AGn7. Ru.
  • Wiring 215h of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YAp3 extends in the lateral direction of FIG. 2a and is connected to the gate wiring 206h through the contact 214h, the wiring 213h of the first metal wiring layer, and the contact 211h.
  • the gate wiring 206h is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp3.
  • the wiring 215h of the second metal wiring layer is connected to the gate wiring 206q via the contact 214q, the wiring 213q of the first metal wiring layer, and the contact 211q, and the gate wiring 206q is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor AGp7. Ru.
  • Wiring 215r of the second metal wiring layer supplying column selection signal YBn0 extends in the lateral direction of FIG. 2a, and is connected to gate wiring 206r through contact 214r, wiring 213r of the first metal wiring layer, and contact 211r.
  • the gate wiring 206r is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor BGn0.
  • Wiring 215s of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YBp0 extends in the lateral direction of FIG. 2a and is connected to the gate wiring 206s via the contact 214s, the wiring 213s of the first metal wiring layer, and the contact 211s.
  • the gate wiring 206s is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor BGp0.
  • Wiring 215t of the second metal wiring layer supplying column selection signal YBn1 extends in the lateral direction of FIG. 2a and is connected to gate wiring 206t via contact 214t, wiring 213t of the first metal wiring layer, and contact 211t.
  • the gate wiring 206t is connected to the gate electrode 206 of the NMOS transistor BGn1.
  • Wiring 215u of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YBp1 extends in the lateral direction of FIG. 2a, and is connected to gate wiring 206u via contact 214u, wiring 213u of the first metal wiring layer, and contact 211u.
  • the gate wiring 206u is connected to the gate electrode 206 of the PMOS transistor BGp1.
  • bit lines BL0 to BL7 formed of the first metal interconnection layer extending in the vertical direction are formed of the second metal interconnection layer extending in the lateral direction.
  • the column select signals AGn0 to AGn3, BGn0, BGn1 and the inverted column select signals AGp0 to AGp3, BGp0, BGp1 can be selectively connected to the data line DL which is the common node N3 of FIG.
  • the column select gate decoder BL400 is configured according to this figure. In this embodiment, a switch of complementary configuration in which an NMOS transistor and a PMOS transistor are connected in parallel is used, so that it is possible to realize a column selection gate decoder having a good transfer efficiency and a small area.
  • the region surrounded by the frame line BL400 is the repeat dimension Lx1 of the present embodiment.
  • the drains of the NMOS transistors (AGn0, AGn1, AGn2, AGn3) constituting the CMOS switches of the column selection decoder and the sources of the PMOS transistors (AGp0, AGp1, AGp2, AGp3) are lower diffusion layers and silicides.
  • An area can be obtained by arranging bit lines extending in the vertical direction above the transistors and column selection signals extending in the horizontal direction at different layers with minimum spacing, while connecting layers in common.
  • a reduced column select gate decoder can be provided.
  • FIG. 3 shows an equivalent circuit 410 of another column select gate decoder applied to the present invention.
  • Equivalent circuit 410 corresponds to the column select gate decoder of the SRAM in FIG. 14 having bit lines and inverted bit lines.
  • YAnj (j 0 to 3)
  • YApj, YBnk (k 0 to 1)
  • YBpk are a column selection signal and an inverted column selection signal output from column decoders 300A and 300B in FIG. 13, respectively. .
  • the NMOS transistor AGn0 forming the first CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL0, a column selection signal YAn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp0 The drain is connected to the bit line BL0, the inverted column selection signal YAp0 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn0B constituting a second CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inversion bit line BL0B, a column selection signal YAn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the drain of AGp0B is connected to the inverted bit line BL0B, the inverted column selection signal YAp0 is input to the gate, and the source is connected to the common node N2.
  • the NMOS transistor AGn1 forming the third CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL1, a column selection signal YAn1 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp1.
  • the drain is connected to the bit line BL1, the gate receives the inverted column selection signal YAp1, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn1B constituting the fourth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inverted bit line BL1B, a column selection signal YAn1 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the drain of AGp1B is connected to the inverted bit line BL1B, the inverted column selection signal YAp1 is input to the gate, and the source is connected to the common node N2.
  • the NMOS transistor AGn2 forming the fifth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL2, a column selection signal YAn2 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp2 The drain is connected to the bit line BL2, the inverted column selection signal YAp2 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn2B constituting the sixth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inversion bit line BL2B, a column selection signal YAn2 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the AGp 2 B has a drain connected to the inverted bit line BL 2 B, a gate to which the inverted column selection signal YAp 2 is input, and a source connected to the common node N 2.
  • the NMOS transistor AGn3 forming the seventh CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL3, a column selection signal YAn3 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp3.
  • the drain is connected to the bit line BL3, the inverted column selection signal YAp3 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn3B constituting the eighth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inversion bit line BL3B, a column selection signal YAn3 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the drain of the AGp 3 B is connected to the inverted bit line BL 3 B, the inverted column selection signal YAp 3 is input to the gate, and the source is connected to the common node N 2.
  • the NMOS transistor BGn0 forming the ninth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the common node N1, a column selection signal YBn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N3 (ie, data line DL).
  • the PMOS transistor BGp0 has a drain connected to the common node N1, a gate to which the inverted column selection signal YBp0 is input, and a source connected to the common node N3.
  • the NMOS transistor BGn0B constituting the tenth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the common node N2, a gate to which the inverted column selection signal YBn0B is input, and a drain connected to the common node N4 (ie, the inverted data line DLB).
  • the PMOS transistor BGp0B has a drain connected to the common node N2, a gate to which the inverted column selection signal YBp0B is input, and a source connected to the common node N4.
  • the first stage decoder composed of NMOS transistors AGn0, AGn0B, AGn1, AGn1B, AGn2, AGn2B, AGn3, AGn3B, PMOS transistors AGp0, AGp0B, AGp1, AGp1B, AGp2, AGp2B, AGp3, AGp3B is shown in FIG. Shown by a broken line frame 411 of FIG.
  • Example 2 is shown in FIGS. 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j and 4k.
  • This embodiment corresponds to 411 of the equivalent circuit in FIG. 4a is a plan view of the layout (arrangement) of the column select gate decoder of the present invention
  • FIG. 4b is a plan view showing only the lower diffusion layer and the transistor in FIG. 4a
  • FIG. 4c is a contact and the first in FIG. 4 d is a cross-sectional view taken along the cut line AA ′ in FIG. 4 a
  • FIG. 4 e is a cross-sectional view taken along the cut line BB ′ in FIG.
  • FIG. 4f is a cross-sectional view along the cut line CC 'in FIG. 4a
  • FIG. 4g is a cross-sectional view along the cut line DD' in FIG. 4a
  • FIG. 4h is a cut line EE in FIG. 4i is a cross-sectional view along the cut line FF 'in FIG. 4a
  • FIG. 4j is a cross-sectional view along the cut line G-G' in FIG. 4a
  • bit line BL0, inverted bit line BL0B, bit line BL1, inverted bit line BL1B, bit line BL2, inverted bit line BL2B, bit line BL3 and inverted bit line BL3B are sequentially from the left in the vertical direction of the figure.
  • the wiring of the first metal wiring layer is extended.
  • column selection signals YAn0 to YAn3 and YAp0 to YAp3 are extended in the order of YAn0, YAn1, YAp0, YAp1, YAp1, YAp1, YAn2, YAn2, YAn3, YAp2, and YAp3 from the bottom of the figure in the horizontal direction of the figure by the wiring of the second metal wiring layer. Will be deployed.
  • the column selection signal and the inverted column selection signal forming each pair of YAn0 and YAp0, YAn1 and YAp1, YAn2 and YAp2, and YAn3 and YAp3 are arranged alternately.
  • the NMOS transistors AGn0 to AGn3, AGn0B to AGn3B, and PMOS transistors AGp0 to AGp3 and AGp0B to AGp3B are formed at intersections of the column selection lines YAn0 to YAn3 and the inverted column selection lines YAp0 to YAp3, respectively. Be placed.
  • the feature of the present invention is that the drain region of the NMOS transistor AGn0, which is a column select gate transistor constituting the CMOS switch, and the source region of the PMOS transistor AGp0 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer.
  • the drain region of NMOS transistor AGn0B and the source region of PMOS transistor AGp0B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the drain region of NMOS transistor AGn1 and the source region of PMOS transistor AGp1 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer.
  • the drain region of the NMOS transistor AGn1B and the source region of the PMOS transistor AGp1B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer.
  • Drain and source regions of the PMOS transistor AGp2 of AGn2 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the drain region of NMOS transistor AGn2B and the source region of PMOS transistor AGp2B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the drain region of NMOS transistor AGn3 and the source region of PMOS transistor AGp3 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the drain region of the NMOS transistor AGn3B and the source region of the PMOS transistor AGp3B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer.
  • the NMOS transistor AGn0 and the PMOS transistor AGp0 which are a pair of CMOS switches, are disposed above and below FIG. 4A along the bit line direction, and similarly, the NMOS transistor AGn0B and the PMOS transistor AGp0B extend along the bit line direction.
  • the NMOS transistor AGn1 and the PMOS transistor AGp1 are disposed above and below in FIG. 4A along the bit line direction, and the NMOS transistor AGn1B and the PMOS transistor AGp1B are disposed along and above the FIG.
  • the transistor AGn2 and the PMOS transistor AGp2 are disposed above and below FIG. 4a along the bit line direction, and the NMOS transistor AGn2B and the PMOS transistor AGp2B are disposed along and above the FIG.
  • NMOS transistor AGn3 and PMOS transistor AGp3 are arranged above and below in FIG. 4a along the bit line direction
  • NMOS transistor AGn3B and PMOS transistor AGp3B are arranged above and below in FIG. 4a along the bit line direction.
  • the NMOS transistor AGn0 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn0B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn0 and share the gate interconnection.
  • the PMOS transistor AGp0 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp0B connected to the inverted bit line are arranged along the column selection line YAp0 and share the gate interconnection.
  • the NMOS transistor AGn1 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn1B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn1 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp1 connected to the bit line and the NMOS transistor AGp1B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAp1 and share gate wiring.
  • the NMOS transistor AGn2 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn2B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn2 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp2 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp2B connected to the inversion bit line are disposed along the column selection line YAp2 and share the gate interconnection.
  • the NMOS transistor AGn3 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn3B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn3 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp3 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp3B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAp3 and share a gate interconnection.
  • the gate wiring regions of the NMOS transistors and PMOS transistors constituting the CMOS switch can be reduced, the arrangement can be compact, the column selection lines can be minimized, and the area reduction can be achieved.
  • wiring parasitic capacitances of the column selection line and the inversion column selection line can be reduced, and characteristics can be improved.
  • FIGS. 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j and 4k the parts having the same structure as those in FIGS. 11a and 11b are 300. It is indicated by the corresponding symbol in the box.
  • 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j and 4k such as the buried oxide layer (BOX) 301 formed on the substrate Planar silicon layers 302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne, 302nf, 302nf, 302nh, 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, 302pf, 302pg and 302ph are formed on the insulating film.
  • BOX buried oxide layer
  • planar silicon layers 302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne, 302nf, 302ng, 302nh and planar silicon layers 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, 302pf, 302pg, 302ph are n + diffusion layers respectively by impurity implantation or the like. Alternatively, ap + diffusion layer is formed.
  • Reference numeral 303 denotes a silicide layer formed on the surface of planar silicon layers (302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne, 302nf, 302ng, 302nh, 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, 302pf, 302pg and 302ph) .
  • n + diffusion layers 307AGn0, 307AGn0B, 307AGn1B, 307AGn1B, 307AGn1B, 307AGn2, 307AGn2B, respectively, are formed on the surface.
  • the p + diffusion layers 307AGp0, 307AGp0B, 307AGp1B, 307AGp1B, 307AGp1B, 307AGp2, 307AGp2B, and 307AGP3 are provided.
  • Ri is formed.
  • Reference numeral 308 denotes a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 305.
  • 309AGn0, 309AGn0B, 309AGn1, 309AGn1B, 309AGn2, 309AGn2B, 309AGn3, 309AGn3B are connected to n + diffusion layers 307AGn0, 307AGn0B, 307AGn1, 307AGn1B, 307AGn2, 307AGn2B, 307AGn2B, 307AGn3, 307AGn3B, respectively.
  • 309AGp0, 309AGp0B, 309AGp1, 309AGp1B, 309AGp2, 309AGp2B, 309AGp3, 309AGp3B are silicide layers connected to the p + diffusion layers 307AGp0, 307AGp0B, 307AGp1, 307AGp1B, 307AGp2, 307AGp2B, 307AGp3 and 307AGp3B, respectively.
  • a contact 311a connects the gate wiring 306a and the wiring 313a of the first metal wiring layer
  • a contact 311b connects the gate wiring 306b and the wiring 313b of the first metal wiring layer
  • a member 311c shows the gate wiring 306c and the first metal wiring layer.
  • 314a is a contact connecting the wiring 313a of the first metal wiring layer to the wiring 315a of the second metal wiring layer
  • 314b is a contact connecting the wiring 313b of the first metal wiring layer to the wiring 315b of the second metal wiring layer
  • 314c is a contact A contact that connects the wiring 313c of the first metal wiring layer and the wiring 315c of the second metal wiring layer
  • 314d is a contact that connects the wiring 313d of the first metal wiring layer to the wiring 315d of the second metal wiring layer
  • 314e is the first A contact connecting the wiring 313e of the metal wiring layer to the wiring 315e of the second metal wiring layer
  • 314f a contact connecting the wiring 313f of the first metal wiring layer to the wiring 315f of the second metal wiring layer
  • 314g a first metal wiring A contact that connects the wire 313g of the second layer and the wire 315g of the second metal wiring layer
  • 314h A contact for connecting the wires 313h and wire
  • An NMOS transistor AGn0 is configured by the silicon pillar 304AGp0, the lower diffusion layer 302na, the upper diffusion layer 307AGn0, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306
  • An NMOS transistor AGn0B is configured by the silicon pillar 304AGp0B, the lower diffusion layer 302nb, the upper diffusion layer 307AGn0B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306
  • An NMOS transistor AGn1 is configured by the silicon pillar 304AGp1, the lower diffusion layer 302nc, the upper diffusion layer 307AGn1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306,
  • An NMOS transistor AGn1B is configured of the silicon pillar 304AGp1B, the lower diffusion layer 302nd, the upper diffusion layer 307AGn1B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306,
  • An NMOS transistor AGn2 is configured by the silicon pillar 304AGp2, the lower diffusion
  • the silicon pillar 304AGn0, the lower diffusion layer 302pa, the upper diffusion layer 307AGp0, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp0
  • the silicon pillar 304AGn0B, the lower diffusion layer 302pb, the upper diffusion layer 307AGp0B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp0B
  • the silicon transistor 304AGn1, the lower diffusion layer 302pc, the upper diffusion layer 307AGp1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp1.
  • the silicon pillar 304AGn1B, the lower diffusion layer 302pd, the upper diffusion layer 307AGp1B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp1B
  • the silicon pillar 304AGn2, the lower diffusion layer 302pe, the upper diffusion layer 307AGp2, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 form a PMOS transistor AGp2
  • the silicon pillar 304AGn2B, the lower diffusion layer 302pf, the upper diffusion layer 307AGp2B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp2B
  • the silicon pillar 304AGn3, the lower diffusion layer 302pg, the upper diffusion layer 307AGp3, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp3.
  • a gate interconnection 306a is commonly connected to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn0 and AGn0B, and a gate interconnection 306b is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp0 and AGp0B, to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn1 and AGn1B.
  • the gate wiring 306c is commonly connected, the gate wiring 306d is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp1 and AGp1B, and the gate wiring 306e is commonly connected to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn2 and AGn2B.
  • a gate interconnection 306f is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp2 and AGp2B, and the gate electrodes of the NMOS transistors AGn3 and AGn3B are electrically connected.
  • 306 gate lines 306g are commonly connected to the gate line 306h are commonly connected to the PMOS transistor AGp3 and AGp3B gate electrode 306.
  • Lower diffusion layer 302na serving as the drain of NMOS transistor AGn0 and lower diffusion layer 302pa serving as the source of PMOS transistor AGp0 are commonly connected via silicide layer 303, and connected to wiring 313i of the first metal wiring layer via contact 312a.
  • the wiring 313i of the first metal wiring layer becomes the common node N1.
  • the upper diffusion layer 307AGn0 serving as the source of the NMOS transistor AGn0 is connected to the wiring 113B0 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn0 and the contact 310AGn0, and the wiring 113B0 of the first metal wiring layer is the bit line BL0. .
  • the upper diffusion layer 307AGp0 to be a drain of the PMOS transistor AGp0 is connected to the wiring 113B0 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp0 and the contact 310AGp0. That is, the bit line BL0 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed by the NMOS transistor AGn0 and the PMOS transistor AGp0.
  • Lower diffusion layer 302nb serving as the drain of NMOS transistor AGn0B and lower diffusion layer 302pb serving as the source of PMOS transistor AGp0B are commonly connected through silicide layer 303, and connected to wiring 313j of the first metal wiring layer through contact 312b. The wiring 313j of the first metal wiring layer becomes the common node N2.
  • the upper diffusion layer 307AGn0B serving as the source of the NMOS transistor AGn0B is connected to the wiring 113B0B of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn0B and the contact 310AGn0B, and the wiring 113B0B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL0B Become.
  • the upper diffusion layer 307AGp0B to be the drain of the PMOS transistor AGp0B is connected to the wiring 113B0B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp0B and the contact 310AGp0B. That is, the bit line BL0B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn0B and a PMOS transistor AGp0B.
  • Lower diffusion layer 302nc serving as the drain of NMOS transistor AGn1 and lower diffusion layer 302pc serving as the source of PMOS transistor AGp1 are commonly connected through silicide layer 303, and connected to wiring 313k of the first metal wiring layer through contact 312c.
  • the wiring 313k of the first metal wiring layer becomes the common node N1.
  • the upper diffusion layer 307AGn1 to be the source of the NMOS transistor AGn1 is connected to the wiring 113B1 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn1 and the contact 310AGn1, and the wiring 113B1 of the first metal wiring layer becomes the bit line BL1. .
  • the upper diffusion layer 307AGp1 to be the drain of the PMOS transistor AGp1 is connected to the wiring 113B1 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp1 and the contact 310AGp1. That is, the bit line BL1 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed by the NMOS transistor AGn1 and the PMOS transistor AGp1.
  • the lower diffusion layer 302nd serving as the drain of the NMOS transistor AGn1B and the lower diffusion layer 302pd serving as the source of the PMOS transistor AGp1B are commonly connected via the silicide layer 303, and connected to the wiring 313l of the first metal wiring layer via the contact 312d.
  • the wiring 313l of the first metal wiring layer becomes the common node N2.
  • the upper diffusion layer 307AGn1B serving as the source of the NMOS transistor AGn1B is connected to the wiring 113B1B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn1B and the contact 310AGn1B, and the wiring 113B1B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL1B Become.
  • the upper diffusion layer 307AGp1B to be the drain of the PMOS transistor AGp1B is connected to the wiring 113B1B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp1B and the contact 310AGp1B. That is, the bit line BL1B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn1B and a PMOS transistor AGp1B.
  • Lower diffusion layer 302ne serving as the drain of NMOS transistor AGn2 and lower diffusion layer 302pe serving as the source of PMOS transistor AGp2 are commonly connected via silicide layer 303, and connected to wiring 313m of the first metal wiring layer via contact 312e.
  • the wiring 313m of the first metal wiring layer becomes a common node N1.
  • the upper diffusion layer 307AGn2 to be the source of the NMOS transistor AGn2 is connected to the wiring 113B2 of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn2 and the contact 310AGn2, and the wiring 113B2 of the first metal wiring layer becomes the bit line BL2. .
  • the upper diffusion layer 307AGp2 to be the drain of the PMOS transistor AGp2 is connected to the wiring 113B2 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp2 and the contact 310AGp2. That is, the bit line BL2 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn2 and a PMOS transistor AGp2.
  • the lower diffusion layer 302nf serving as the drain of the NMOS transistor AGn2B and the lower diffusion layer 302pf serving as the source of the PMOS transistor AGp2B are commonly connected through the silicide layer 303 and connected to the wiring 313n of the first metal interconnection layer through the contact 312f.
  • the wiring 313n of the first metal wiring layer becomes a common node N2.
  • the upper diffusion layer 307AGn2B serving as the source of the NMOS transistor AGn2B is connected to the wiring 113B2B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn2B and the contact 310AGn2B, and the wiring 113B2B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL2B Become.
  • the upper diffusion layer 307AGp2B to be the drain of the PMOS transistor AGp2B is connected to the wiring 113B2B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp2B and the contact 310AGp2B. That is, the bit line BL2B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn2B and a PMOS transistor AGp2B.
  • Lower diffusion layer 302ng serving as the drain of NMOS transistor AGn3 and lower diffusion layer 302pg serving as the source of PMOS transistor AGp3 are commonly connected via silicide layer 303, and connected to wiring 313p of the first metal wiring layer via contact 312g.
  • the wiring 313p of the first metal wiring layer becomes the common node N1.
  • the upper diffusion layer 307AGn3 to be the source of the NMOS transistor AGn3 is connected to the wiring 113B3 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn3 and the contact 310AGn3, and the wiring 113B3 of the first metal wiring layer becomes the bit line BL3. .
  • the upper diffusion layer 307AGp3 to be a drain of the PMOS transistor AGp3 is connected to the wiring 113B3 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp3 and the contact 310AGp3. That is, the bit line BL3 is connected to the common node N1 via the CMOS switch formed of the NMOS transistor AGn3 and the PMOS transistor AGp3.
  • Lower diffusion layer 302nh serving as the drain of NMOS transistor AGn3B and lower diffusion layer 302ph serving as the source of PMOS transistor AGp3B are commonly connected via silicide layer 303, and connected to wiring 313q in the first metal wiring layer via contact 312h.
  • the wiring 313 q of the first metal wiring layer becomes the common node N2.
  • the upper diffusion layer 307AGn3B serving as the source of the NMOS transistor AGn3B is connected to the wiring 113B3B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn3B and the contact 310AGn3B, and the wiring 113B3B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL3B Become. Further, the upper diffusion layer 307AGp3B to be the drain of the PMOS transistor AGp3B is connected to the wiring 113B3B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp3B and the contact 310AGp3B.
  • bit line BL3B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn3B and a PMOS transistor AGp3B.
  • bit lines BL0, BL0B, BL1, BL1B, BL2, BL2B, BL3, and BL3B configured by the interconnections of the first metal interconnection layer are arranged to extend in the vertical direction in the drawing.
  • Wiring 315a of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn0 extends in the lateral direction of FIG. 4a and is connected to gate wiring 306a via contact 314a, wiring 313a of the first metal wiring layer, and contact 311a.
  • the gate wiring 306a is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn0 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn0B.
  • Wiring 315b of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YAp0 extends in the lateral direction of FIG. 4a and is connected to the gate wiring 306b via the contact 314b, the wiring 313b of the first metal wiring layer, and the contact 311b.
  • the gate interconnection 306b is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp0 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp0B.
  • Wiring 315c of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn1 extends in the lateral direction of FIG. 4a, and is connected to gate wiring 306c through contact 314c, wiring 313c of the first metal wiring layer, and contact 311c.
  • the gate wiring 306c is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn1 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn1B.
  • Wiring 315d of the second metal wiring layer for supplying the inverted column selection signal YAp1 extends in the lateral direction of FIG. 4a and is connected to the gate wiring 306d through the contact 314d, the wiring 313d of the first metal wiring layer, and the contact 311d.
  • the gate wiring 306d is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp1 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp1B.
  • Wiring 315e of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn2 extends in the lateral direction of FIG. 4a and is connected to gate wiring 306e through contact 314e, wiring 313e of the first metal wiring layer, and contact 311e.
  • the gate wiring 306e is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn2 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn2B.
  • Wiring 315f of the second metal wiring layer supplying inverted column selection signal YAp2 extends in the lateral direction of FIG. 4a and is connected to gate wiring 306f through contact 314f, wiring 313f of the first metal wiring layer, and contact 311f.
  • the gate interconnection 306f is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp2 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp2B.
  • Wiring 315g of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn3 extends in the lateral direction of FIG. 4a and is connected to gate wiring 306g via contact 314g, wiring 313g of the first metal wiring layer, and contact 311g.
  • the gate wiring 306g is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn3 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn3B.
  • Wiring 315h of the second metal wiring layer supplying inverted column selection signal YAp3 extends in the lateral direction of FIG. 4a and is connected to gate wiring 306h via contact 314h, wiring 313h of the first metal wiring layer, and contact 311h.
  • the gate wiring 306h is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp3 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp3B.
  • the area surrounded by the frame line BL411 in FIG. 4B indicates the repeat dimension Lx2 of this embodiment.
  • CMOS switch complementary MOS switch
  • the line and the column selection signal and the inversion column selection signal arranged horizontally extending are different from each other
  • the area can provide reduced column select gate decoder. Further, by arranging every other pair of column selection signals and inverted column selection signals formed of the second metal wiring layer, it is possible to arrange at the minimum pitch which is the processing limit of the second metal wiring layer. Furthermore, a reduced area column select gate decoder can be provided.
  • Example 3 is shown in FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d, 5e and 5f.
  • the equivalent circuit follows FIG. 5a is a plan view of the layout (arrangement) of the column select gate decoder according to the present invention, FIG. 5b is a plan view showing only the contacts in FIG. 5a and the wiring of the first metal wiring layer, and FIG. 5d is a cross-sectional view taken along the cut line BB 'in FIG. 5a, FIG. 5e is a cross-sectional view taken along the cut line CC' in FIG. 5a.
  • FIG. 5 f shows a cross-sectional view along the cut line DD ′ in FIG. 5 a.
  • bit line BL0, inverted bit line BL0B, bit line BL1, inverted bit line BL1B, bit line BL2, inverted bit line BL2B, bit line BL3 and inverted bit line BL3B are sequentially from the left in the vertical direction of the figure.
  • the wiring of the first metal wiring layer is extended.
  • column selection signals YAn0 to YAn3 and YAp0 to YAp3 extend in the order of the wiring in the second metal wiring layer from the bottom to the bottom in the figure, from the bottom YAn0, YAn1, YAp0, YAp0, YAp1, YAp1, YAn2, YAn3, YAp2, YAp3 Be done.
  • every other column selection signal and inversion selection signal forming pairs of YAn0 and YAp0, YAn1 and YAp1, YAn2 and YAp2, and YAn3 and YAp3 are arranged.
  • the NMOS transistors AGn0 to AGn3, AGn0B to AGn3B, and PMOS transistors AGp0 to AGp3 and AGp0B to AGp3B are formed at intersections of the column selection lines YAn0 to YAn3 and the inverted column selection lines YAp0 to YAp3, respectively.
  • the feature of the present invention is that the source region of the NMOS transistor AGn0, which is a column select gate transistor constituting a CMOS switch, and the drain region of the PMOS transistor AGp0 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer.
  • the drain region of the PMOS transistor AGp0B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the source region of the NMOS transistor AGn1 and the drain region of the PMOS transistor AGp1 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the drain region of the PMOS transistor AGp1B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer, and the source region of the NMOS transistor AGn2.
  • the drain region of the MOS transistor AGp2 is commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the source region of the NMOS transistor AGn2B and the drain region of the PMOS transistor AGp2B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the source region of the NMOS transistor AGn3 is commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the source region of the NMOS transistor AGn3B and the drain region of the PMOS transistor AGp3B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer.
  • the NMOS transistor AGn0 and the PMOS transistor AGp0 which are a pair of CMOS switches, are disposed at the top and bottom of the figure along the bit line direction, and similarly, the NMOS transistor AGn0B and the PMOS transistor AGp0B are at the top and bottom of the figure along the bit line direction.
  • the NMOS transistor AGn1 and the PMOS transistor AGp1 are arranged along the bit line direction, and the NMOS transistor AGn1B and the PMOS transistor AGp1B are arranged along the bit line direction.
  • the NMOS transistor AGn2 and the PMOS transistor AGp1 are arranged.
  • Transistor AGp2 is disposed along the bit line direction at the top and bottom of the figure, and NMOS transistor AGn2B and PMOS transistor AGp2B are disposed along the bit line direction at the top and bottom of the figure.
  • Star AGn3 a PMOS transistor AGp3 is disposed vertically as viewed in the drawing along the bit line direction, NMOS transistor AGn3B and PMOS transistor AGp3B are disposed above and below the figure along the bit line direction.
  • the NMOS transistor AGn0 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn0B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn0 and share the gate interconnection.
  • the PMOS transistor AGp0 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp0B connected to the inverted bit line are arranged along the column selection line YAp0 and share the gate interconnection.
  • the NMOS transistor AGn1 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn1B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn1 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp1 connected to the bit line and the NMOS transistor AGp1B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAp1 and share gate wiring.
  • the NMOS transistor AGn2 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn2B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn2 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp2 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp2B connected to the inversion bit line are disposed along the column selection line YAp2 and share the gate interconnection.
  • the NMOS transistor AGn3 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn3B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn3 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp3 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp3B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAp3 and share a gate interconnection.
  • the NMOS transistor and the PMOS transistor constituting the CMOS switch can be efficiently arranged, the column selection line can be minimized, and the area reduction can be achieved.
  • FIGS. 5a, 5b, 5c, 5d, 5e and 5f FIGS. 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j.
  • parts of the same structure as in FIG. 4k are indicated by corresponding symbols in the 300s.
  • insulating films such as buried oxide layer (BOX) 301 formed on a substrate.
  • 3X buried oxide layer
  • 302ne, 302nf, 302ng, 302nh, 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, 302pf, 302pg and 302ph are formed.
  • planar silicon layers 302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne, 302nf, 302ng, 302nh and planar silicon layers 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, 302pf, 302pg, 302ph are n + diffusion layers respectively by impurity implantation or the like. Alternatively, ap + diffusion layer is formed.
  • Reference numeral 303 denotes a silicide layer formed on the surface of planar silicon layers (302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne, 302nf, 302ng, 302nh, 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, 302pf, 302pg and 302ph) .
  • n + diffusion layers 307AGn0, 307AGn0B, 307AGn1B, 307AGn1B, 307AGn1B, 307AGn2, 307AGn2B, respectively, are formed on the surface.
  • the p + diffusion layers 307AGp0, 307AGp0B, 307AGp1B, 307AGp1B, 307AGp1B, 307AGp2, 307AGp2B, and 307AGP3 are provided.
  • Ri is formed.
  • Reference numeral 308 denotes a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 305.
  • 309AGn0, 309AGn0B, 309AGn1, 309AGn1B, 309AGn2, 309AGn2B, 309AGn3, 309AGn3B are connected to n + diffusion layers 307AGn0, 307AGn0B, 307AGn1, 307AGn1B, 307AGn2, 307AGn2B, 307AGn2B, 307AGn3, 307AGn3B, respectively 309AGp0, 309AGp0B, 309AGp1, 309AGp1B, 309AGp2, 309AGp2B, 3049Gp3, and 309AGp3B are connected to the p + diffusion layers 307AGp0, 307AGp0B, 307AGp1, 307AGp1, 307AGp2, 307AGp2, 307AGp2B, and 307AGp3, respectively.
  • a contact 311a connects the gate wiring 306a and the wiring 313a of the first metal wiring layer
  • a contact 311b connects the gate wiring 306b and the wiring 313b of the first metal wiring layer
  • a member 311c shows the gate wiring 306c and the first metal wiring layer.
  • 314a is a contact connecting the wiring 313a of the first metal wiring layer to the wiring 315a of the second metal wiring layer
  • 314b is a contact connecting the wiring 313b of the first metal wiring layer to the wiring 315b of the second metal wiring layer
  • 314c is a contact A contact that connects the wiring 313c of the first metal wiring layer and the wiring 315c of the second metal wiring layer
  • 314d is a contact that connects the wiring 313d of the first metal wiring layer to the wiring 315d of the second metal wiring layer
  • 314e is the first A contact connecting the wiring 313e of the metal wiring layer to the wiring 315e of the second metal wiring layer
  • 314f a contact connecting the wiring 313f of the first metal wiring layer to the wiring 315f of the second metal wiring layer
  • 314g a first metal wiring A contact that connects the wire 313g of the second layer and the wire 315g of the second metal wiring layer
  • 314h A contact for connecting the wires 313h and wire
  • An NMOS transistor AGn0 is configured by the silicon pillar 304AGp0, the lower diffusion layer 302na, the upper diffusion layer 307AGn0, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306
  • An NMOS transistor AGn0B is configured by the silicon pillar 304AGp0B, the lower diffusion layer 302nb, the upper diffusion layer 307AGn0B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306
  • An NMOS transistor AGn1 is configured by the silicon pillar 304AGp1, the lower diffusion layer 302nc, the upper diffusion layer 307AGn1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306,
  • An NMOS transistor AGn1B is configured of the silicon pillar 304AGp1B, the lower diffusion layer 302nd, the upper diffusion layer 307AGn1B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306,
  • An NMOS transistor AGn2 is configured by the silicon pillar 304AGp2, the lower diffusion
  • the silicon pillar 304AGn0, the lower diffusion layer 302pa, the upper diffusion layer 307AGp0, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp0
  • the silicon pillar 304AGn0B, the lower diffusion layer 302pb, the upper diffusion layer 307AGp0B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp0B
  • the silicon transistor 304AGn1, the lower diffusion layer 302pc, the upper diffusion layer 307AGp1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp1.
  • the silicon pillar 304AGn1B, the lower diffusion layer 302pd, the upper diffusion layer 307AGp1B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp1B
  • the silicon pillar 304AGn2, the lower diffusion layer 302pe, the upper diffusion layer 307AGp2, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 form a PMOS transistor AGp2
  • the silicon pillar 304AGn2B, the lower diffusion layer 302pf, the upper diffusion layer 307AGp2B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp2B
  • the silicon pillar 304AGn3, the lower diffusion layer 302pg, the upper diffusion layer 307AGp3, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp3.
  • a gate interconnection 306a is commonly connected to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn0 and AGn0B, and a gate interconnection 306b is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp0 and AGp0B, to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn1 and AGn1B.
  • the gate wiring 306c is commonly connected, the gate wiring 306d is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp1 and AGp1B, and the gate wiring 306e is commonly connected to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn2 and AGn2B.
  • a gate interconnection 306f is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp2 and AGp2B, and the gate electrodes of the NMOS transistors AGn3 and AGn3B are electrically connected.
  • 306 gate lines 306g are commonly connected to the gate line 306h are commonly connected to the PMOS transistor AGp3 and AGp3B gate electrode 306.
  • the lower diffusion layer 302na serving as the source of the NMOS transistor AGn0 and the lower diffusion layer 302pa serving as the drain of the PMOS transistor AGp0 are commonly connected via the silicide layer 303, and the wiring 113B0 of the first metal wiring layer via the contact 312a, ie, It is connected to bit line BL0.
  • the upper diffusion layer 307AGn0 serving as the drain of the NMOS transistor AGn0 is connected to the wiring 313i of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn0 and the contact 310AGn0, and the wiring 313i of the first metal wiring layer becomes the common node N1. .
  • the upper diffusion layer 307AGp0 to be a source of the PMOS transistor AGp0 is connected to the wiring 313i of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp0 and the contact 310AGp0. That is, the bit line BL0 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed by the NMOS transistor AGn0 and the PMOS transistor AGp0.
  • Lower diffusion layer 302nb serving as the source of NMOS transistor AGn0B and lower diffusion layer 302pb serving as the drain of PMOS transistor AGp0B are commonly connected via silicide layer 303, and wiring 113B0B of the first metal wiring layer via contact 312b, ie, It is connected to the inverted bit line BL0B.
  • the upper diffusion layer 307AGn0B serving as the drain of the NMOS transistor AGn0B is connected to the wiring 313j of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn0B and the contact 310AGn0B, and the wiring 313j of the first metal wiring layer serves as the common node N2.
  • the upper diffusion layer 307AGp0B to be a source of the PMOS transistor AGp0B is connected to the wiring 313j of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp0B and the contact 310AGp0B. That is, the bit line BL0B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn0B and a PMOS transistor AGp0B.
  • the lower diffusion layer 302nc serving as the source of the NMOS transistor AGn1 and the lower diffusion layer 302pc serving as the drain of the PMOS transistor AGp1 are commonly connected via the silicide layer 303, and the wiring 113B1 of the first metal wiring layer, ie, the contact 312c, It is connected to bit line BL1.
  • the upper diffusion layer 307AGn1 to be the drain of the NMOS transistor AGn1 is connected to the wiring 313k of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn1 and the contact 310AGn1, and the wiring 313k of the first metal wiring layer becomes the common node N1. .
  • the upper diffusion layer 307AGp1 to be a source of the PMOS transistor AGp1 is connected to the wiring 313k of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp1 and the contact 310AGp1. That is, the bit line BL1 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed by the NMOS transistor AGn1 and the PMOS transistor AGp1.
  • the lower diffusion layer 302nd serving as the source of the NMOS transistor AGn1B and the lower diffusion layer 302pd serving as the drain of the PMOS transistor AGp1B are commonly connected through the silicide layer 303, and the wiring 113B1B of the first metal wiring layer, ie, the contact 312d, It is connected to the inverted bit line BL1B.
  • the upper diffusion layer 307AGn1B to be the drain of the NMOS transistor AGn1B is connected to the wiring 313l of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn1B and the contact 310AGn1B, and the wiring 313l of the first metal wiring layer becomes the common node N2. .
  • the upper diffusion layer 307AGp1B to be a source of the PMOS transistor AGp1B is connected to the wiring 313l of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp1B and the contact 310AGp1B. That is, the bit line BL1B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn1B and a PMOS transistor AGp1B.
  • the lower diffusion layer 302ne serving as the source of the NMOS transistor AGn2 and the lower diffusion layer 302pe serving as the drain of the PMOS transistor AGp2 are commonly connected via the silicide layer 303, and the wiring 113B2 of the first metal wiring layer, ie, the contact 312e, It is connected to bit line BL2.
  • the upper diffusion layer 307AGn2 to be the drain of the NMOS transistor AGn2 is connected to the wiring 313m of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn2 and the contact 310AGn2, and the wiring 313m of the first metal wiring layer becomes the common node N1. .
  • the upper diffusion layer 307AGp2 to be a source of the PMOS transistor AGp2 is connected to the wiring 313m of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp2 and the contact 310AGp2. That is, the bit line BL2 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn2 and a PMOS transistor AGp2.
  • the lower diffusion layer 302nf serving as the source of the NMOS transistor AGn2B and the lower diffusion layer 302pf serving as the drain of the PMOS transistor AGp2B are commonly connected through the silicide layer 303, and the wiring 113B2B of the first metal wiring layer, ie, the contact 312f, It is connected to the inverted bit line BL2B.
  • the upper diffusion layer 307AGn2B to be the drain of the NMOS transistor AGn2B is connected to the wiring 313n of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn2B and the contact 310AGn2B, and the wiring 313n of the first metal wiring layer becomes the common node N2. .
  • the upper diffusion layer 307AGp2B to be the source of the PMOS transistor AGp2B is connected to the wiring 313n of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp2B and the contact 310AGp2B. That is, the bit line BL2B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn2B and a PMOS transistor AGp2B.
  • Lower diffusion layer 302ng serving as the source of NMOS transistor AGn3 and lower diffusion layer 302pg serving as the drain of PMOS transistor AGp3 are commonly connected via silicide layer 303, and wiring 113B3 of the first metal wiring layer via contact 312g, ie, It is connected to bit line BL3.
  • the upper diffusion layer 307AGn3 to be the drain of the NMOS transistor AGn3 is connected to the wiring 313p of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn3 and the contact 310AGn3, and the wiring 313p of the first metal wiring layer becomes the common node N1. .
  • the upper diffusion layer 307AGp3 to be a source of the PMOS transistor AGp3 is connected to the wiring 313p of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp3 and the contact 310AGp3. That is, the bit line BL3 is connected to the common node N1 via the CMOS switch formed of the NMOS transistor AGn3 and the PMOS transistor AGp3.
  • the lower diffusion layer 302nh serving as the source of the NMOS transistor AGn3B and the lower diffusion layer 302ph serving as the drain of the PMOS transistor AGp3B are commonly connected through the silicide layer 303, and the wiring 113B3B of the first metal wiring layer, ie, the contact 312h, It is connected to the inverted bit line BL3B.
  • the upper diffusion layer 307AGn3B to be the drain of the NMOS transistor AGn3B is connected to the wiring 313q of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn3B and the contact 310AGn3B, and the wiring 313q of the first metal wiring layer becomes the common node N2. .
  • the upper diffusion layer 307AGp3B to be a source of the PMOS transistor AGp3B is connected to the wiring 313q of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp3B and the contact 310AGp3B. That is, the bit line BL3B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn3B and a PMOS transistor AGp3B.
  • the bit lines BL0, BL0B, BL1, BL1B, BL2, BL2B, BL3, and BL3B configured by the interconnections of the first metal interconnection layer are arranged to extend in the vertical direction in FIG. 5a.
  • Wiring 315a of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn0 extends in the lateral direction of FIG. 5a, and is connected to gate wiring 306a through contact 314a, wiring 313a of the first metal wiring layer, and contact 311a.
  • the gate wiring 306a is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn0 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn0B.
  • Wiring 315b of the second metal wiring layer supplying inverted column selection signal YAp0 extends in the lateral direction of FIG. 5a and is connected to gate wiring 306b through contact 314b, wiring 313b of the first metal wiring layer, and contact 311b.
  • the gate interconnection 306b is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp0 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp0B.
  • Wiring 315c of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn1 extends in the lateral direction of FIG. 5a, and is connected to gate wiring 306c via contact 314c, wiring 313c of the first metal wiring layer, and contact 311c.
  • the gate wiring 306c is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn1 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn1B.
  • Wiring 315d of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YAp1 extends in the lateral direction of FIG. 5a and is connected to the gate wiring 306d through the contact 314d, the wiring 313d of the first metal wiring layer, and the contact 311d.
  • the gate wiring 306d is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp1 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp1B.
  • Wiring 315e of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn2 extends in the lateral direction of FIG. 5a and is connected to gate wiring 306e through contact 314e, wiring 313e of the first metal wiring layer, and contact 311e.
  • the gate wiring 306e is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn2 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn2B.
  • Wiring 315f of the second metal wiring layer supplying inverted column selection signal YAp2 extends in the lateral direction of FIG. 5a and is connected to gate wiring 306f via contact 314f, wiring 313f of the first metal wiring layer, and contact 311f.
  • the gate interconnection 306f is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp2 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp2B.
  • Wiring 315g of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn3 extends in the lateral direction of FIG. 5a, and is connected to gate wiring 306g through contact 314g, wiring 313g of the first metal wiring layer, and contact 311g.
  • the gate wiring 306g is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn3 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn3B.
  • Wiring 315h of the second metal wiring layer supplying inverted column selection signal YAp3 extends in the lateral direction of FIG. 5a and is connected to gate wiring 306h via contact 314h, wiring 313h of the first metal wiring layer, and contact 311h.
  • the gate wiring 306h is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp3 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp3B.
  • the column selection signal YAn0 and the inverted column selection signal YAp0, the column selection signal YAn1 and the inverted column selection signal YAp1, and the column selection signal YAn2 and the inverted column selection signal YAp2 serving as a pair.
  • the column selection signal YAn3 and the inversion column selection signal YAp3 are arranged every other line in the second metal wiring layer.
  • This is to provide a space between the transistors so that the vertical dimension is not determined by the space.
  • the vertical arrangement pitch of the column selection line and the inversion column selection line supplying the column selection signal and the inversion column selection signal can be minimized.
  • the area surrounded by the frame line BL411b in FIG. 5B is the same as Example 2 in the repeating dimension of this embodiment is Lx2.
  • CMOS switch complementary MOS switch
  • the line and the column selection signal and the inversion column selection signal arranged horizontally extending are different from each other Can be efficiently arranged in layers, the area can provide reduced column select gate decoder. Further, by arranging every other pair of column selection signals and inverted column selection signals formed of the second metal wiring layer, it is possible to arrange at the minimum pitch which is the processing limit of the second metal wiring layer. Furthermore, a reduced area column select gate decoder can be provided.
  • FIG. 6 shows still another column selection gate decoder equivalent circuit 420 applied to the present invention.
  • Equivalent circuit 420 corresponds to the column select gate decoder of the SRAM in FIG. 14 having bit lines and inverted bit lines in the same manner as equivalent circuit 410 in FIG.
  • the difference between FIG. 6 and FIG. 3 is that the arrangement order of the bit line and the inverted bit line is switched. That is, the bit line BL0, the inverted bit line BL0B, the inverted bit line BL1B, the bit line BL1, the bit line BL2, the inverted bit line BL2B, the inverted bit line BL3B, and the bit line BL3 are arranged in order from the left in the figure.
  • the NMOS transistor AGn0 forming the first CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL0, a column selection signal YAn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp0 The drain is connected to the bit line BL0, the inverted column selection signal YAp0 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn0B constituting a second CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inversion bit line BL0B, a column selection signal YAn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the drain of AGp0B is connected to the inverted bit line BL0B, the inverted column selection signal YAp0 is input to the gate, and the source is connected to the common node N2.
  • the NMOS transistor AGn1B constituting the third CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inverted bit line BL1B, a column selection signal YAn1 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the drain of AGp1B is connected to the inverted bit line BL1B, the inverted column selection signal YAp1 is input to the gate, and the source is connected to the common node N2.
  • the NMOS transistor AGn1 forming the fourth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL1, a column selection signal YAn1 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp1. The drain is connected to the bit line BL1, the gate receives the inverted column selection signal YAp1, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn2 forming the fifth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL2, a column selection signal YAn2 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp2 The drain is connected to the bit line BL2, the inverted column selection signal YAp2 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn2B constituting the sixth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inversion bit line BL2B, a column selection signal YAn2 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the AGp 2 B has a drain connected to the inverted bit line BL 2 B, a gate to which the inverted column selection signal YAp 2 is input, and a source connected to the common node N 2.
  • the NMOS transistor AGn3B constituting the seventh CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the inversion bit line BL3B, a column selection signal YAn3 input to the gate, and a drain connected to the common node N2, and a PMOS transistor
  • the drain of the AGp 3 B is connected to the inverted bit line BL 3 B, the inverted column selection signal YAp 3 is input to the gate, and the source is connected to the common node N 2.
  • the NMOS transistor AGn3 forming the eighth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL3, a column selection signal YAn3 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp3.
  • the drain is connected to the bit line BL3, the inverted column selection signal YAp3 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor BGn0 forming the ninth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the common node N1, a column selection signal YBn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N3 (ie, data line DL).
  • the PMOS transistor BGp0 has a drain connected to the common node N1, a gate to which the inverted column selection signal YBp0 is input, and a source connected to the common node N3.
  • the NMOS transistor BGn0B constituting the tenth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the common node N2, a gate to which the inverted column selection signal YBn0B is input, and a drain connected to the common node N4 (ie, the inverted data line DLB , The drain is connected to the common node N2, the inverted column selection signal YBp0 is input to the gate, and the source is connected to the common node N4.
  • FIGS. 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i, 7j, 7k and 7l A fourth embodiment is shown in FIGS. 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i, 7j, 7k and 7l.
  • the equivalent circuit corresponds to the first stage decoder circuit 421 shown by a broken line frame in FIG. 7a is a plan view of the layout (arrangement) of the column select gate decoder of the present invention
  • FIG. 7b is a plan view showing only the lower diffusion layer and the transistor in FIG. 7a
  • FIG. 7c is a contact
  • the first in FIG. 7 d is a cross-sectional view taken along the cut line AA ′ in FIG. 7 a, FIG.
  • FIG. 7 e is a cross-sectional view taken along the cut line BB ′ in FIG. 7f is a cross-sectional view along the cut line CC 'in FIG. 7a
  • FIG. 7g is a cross-sectional view along the cut line DD' in FIG. 7a
  • FIG. 7h is a cut line EE in FIG. 7i is a cross-sectional view along the cut line FF 'in FIG. 7a
  • FIG. 7j is a cross-sectional view along the cut line G-G' in FIG. 7a
  • FIG. 7l shows a cross-sectional view along the cut line II ′ in FIG. 7a.
  • bit line BL0 inverted bit line BL0B, inverted bit line BL1B, bit line BL1, bit line BL2, inverted bit line BL2B, inverted bit line BL3B, bit line BL3 sequentially from the left in the vertical direction of the figure.
  • the wiring of the first metal wiring layer is extended.
  • column selection signals YAn0 to YAn3 and inverted column selection signals YAp0 to YAp3 are arranged in the horizontal direction of the figure by the wiring of the second metal wiring layer, from the bottom to the bottom in the order Is extended to In other words, every other column selection signal and inversion selection signal forming pairs of YAn0 and YAp0, YAn1 and YAp1, YAn2 and YAp2, and YAn3 and YAp3 are arranged.
  • a bit line BL0, an inverted bit line BL0B, an inverted bit line BL1B, a bit line BL1, a bit line BL2, an inverted bit line BL2B, an inverted bit line BL3B, a bit line BL3, and a second constituted of the interconnections of the first metal interconnection layer NMOS transistors AGn0 to AGn3, AGn0B to AGn3B, and PMOS transistors AGp0 to AGp3 and AGp0B to AGp3B are formed at intersections of column selection signals YAn0 to YAn3 and inverted column selection signals YAp0 to YAp3, respectively, formed of metal interconnection layers. Be placed.
  • the drain region of the NMOS transistor AGn0 which is a column select gate transistor constituting a CMOS switch, and the source region of the PMOS transistor AGp0 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the lower diffusion layer and the silicide layer commonly connect the drain region of NMOS transistor AGn0B, the source region of PMOS transistor AGp0B, the drain region of NMOS transistor AGn1B, and the source region of PMOS transistor AGp1B
  • the drain region of NMOS transistor AGn1, the source region of PMOS transistor AGp1, the drain region of NMOS transistor AGn2, and the source region of PMOS transistor AGp2 are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the drain region of NMOS transistor AGn2B and the source region of PMOS transistor AGp2B and the drain region of NMOS transistor AGn3B and the source region of PMOS transistor AG3B are commonly connected by the lower diffusion layer and the silicide layer
  • the lower diffusion layers of NMOS transistors AGn0B and AGn1B, PMOS transistors AGp0B and AGp1B are made common, and the lower diffusion layers of NMOS transistors AGn1 and AGn2 and PMOS transistors AGp1 and AGp2 are made common, NMOS
  • the lateral dimension can be reduced.
  • the NMOS transistor AGn0 and the PMOS transistor AGp0 which are a pair of CMOS switches, are disposed along the bit line direction at the top and bottom of the figure, and similarly, the NMOS transistor AGn0B and the PMOS transistor AGp0B are disposed along the bit line direction
  • the NMOS transistor AGn1 and the PMOS transistor AGp1 are arranged along the bit line direction
  • the NMOS transistor AGn1B and the PMOS transistor AGp1B are arranged along the bit line direction.
  • the NMOS transistor AGn2 and the PMOS transistor AGp1 are arranged.
  • Transistor AGp2 is disposed along the bit line direction at the top and bottom of the figure, and NMOS transistor AGn2B and PMOS transistor AGp2B are disposed along the bit line direction at the top and bottom of the figure.
  • Star AGn3 a PMOS transistor AGp3 is disposed vertically as viewed in the drawing along the bit line direction, NMOS transistor AGn3B and PMOS transistor AGp3B are disposed above and below the figure along the bit line direction.
  • the NMOS transistor AGn0 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn0B connected to the inverted bit line are arranged along the column selection line YAn0 and share the gate interconnection.
  • the PMOS transistor AGp0 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp0B connected to the inverted bit line are arranged along the column selection line YAp0 and share the gate interconnection.
  • the NMOS transistor AGn1 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn1B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn1 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp1 connected to the bit line and the NMOS transistor AGp1B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAp1 and share gate wiring.
  • the NMOS transistor AGn2 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn2B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn2 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp2 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp2B connected to the inversion bit line are disposed along the column selection line YAp2 and share the gate interconnection.
  • the NMOS transistor AGn3 connected to the bit line and the NMOS transistor AGn3B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAn3 and share gate wiring.
  • the PMOS transistor AGp3 connected to the bit line and the PMOS transistor AGp3B connected to the inversion bit line are arranged along the column selection line YAp3 and share a gate interconnection.
  • the NMOS transistor and the PMOS transistor constituting the CMOS switch can be efficiently arranged, the column selection line can be minimized, and the area reduction can be achieved.
  • 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j and 4k are denoted by corresponding symbols in the 300s.
  • the buried oxide layer (BOX) formed on the substrate Planar silicon layers 302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne, 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, and 302pf are formed on an insulating film such as 301.
  • planar silicon layers 302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne and the planar silicon layers 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe, 302pf respectively form n + diffusion layers or p + diffusion layers by impurity implantation or the like.
  • Reference numeral 303 denotes a silicide layer formed on the surface of planar silicon layers (302na, 302nb, 302nc, 302nd, 302ne, 302pa, 302pb, 302pc, 302pd, 302pe and 302pf).
  • n + diffusion layers 307AGn0, 307AGn0B, 307AGn1B, 307AGn1B, 307AGn1B, 307AGn2, 307AGn2B, respectively, are formed on the surface.
  • the p + diffusion layers 307AGp0, 307AGp0B, 307AGp1B, 307AGp1B, 307AGp1B, 307AGp2, 307AGp2B, and 307AGP3 are provided.
  • Ri is formed.
  • Reference numeral 308 denotes a silicon nitride film for protecting the gate insulating film 305.
  • 309AGn0, 309AGn0B, 309AGn1, 309AGn1B, 309AGn2, 309AGn2B, 309AGn3, 309AGn3B are n + diffusion layers 307AGn0, 307AGn0B, 307AGn1, 307AGn1 B, 307AGn1B, 307AGn2B, 307AGn2B, 307AGnG7, G7, G7, G7G7G7 309AGp2, 309AGp2B, 309AGp3, and 309AGp3B are silicide layers connected to p + diffusion layers 307AGp0, 307AGp0B, 307AGp1, 307AGp1B, 307AGp2, 307AGp2B, 307AGp3, 307AGp3B, respectively.
  • a contact 311a connects the gate wiring 306a and the wiring 313a of the first metal wiring layer
  • a contact 311b connects the gate wiring 306b and the wiring 313b of the first metal wiring layer
  • a member 311c shows the gate wiring 306c and the first metal wiring layer.
  • 314a is a contact connecting the wiring 313a of the first metal wiring layer to the wiring 315a of the second metal wiring layer
  • 314b is a contact connecting the wiring 313b of the first metal wiring layer to the wiring 315b of the second metal wiring layer
  • 314c is a contact A contact that connects the wiring 313c of the first metal wiring layer and the wiring 315c of the second metal wiring layer
  • 314d is a contact that connects the wiring 313d of the first metal wiring layer to the wiring 315d of the second metal wiring layer
  • 314e is the first A contact connecting the wiring 313e of the metal wiring layer to the wiring 315e of the second metal wiring layer
  • 314f a contact connecting the wiring 313f of the first metal wiring layer to the wiring 315f of the second metal wiring layer
  • 314g a first metal wiring A contact that connects the wire 313g of the second layer and the wire 315g of the second metal wiring layer
  • 314h A contact for connecting the wires 313h and wire
  • An NMOS transistor AGn0 is configured by the silicon pillar 304AGp0, the lower diffusion layer 302na, the upper diffusion layer 307AGn0, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306
  • An NMOS transistor AGn0B is configured by the silicon pillar 304AGp0B, the lower diffusion layer 302nb, the upper diffusion layer 307AGn0B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306
  • An NMOS transistor AGn1 is configured by the silicon pillar 304AGp1, the lower diffusion layer 302nc, the upper diffusion layer 307AGn1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306,
  • An NMOS transistor AGn1B is configured by the silicon pillar 304AGp1B, the lower diffusion layer 302nb, the upper diffusion layer 307AGn1B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306,
  • An NMOS transistor AGn2 is configured by the silicon pillar 304AGp2, the lower
  • the silicon pillar 304AGn0, the lower diffusion layer 302pa, the upper diffusion layer 307AGp0, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp0
  • the silicon pillar 304AGn0B, the lower diffusion layer 302pb, the upper diffusion layer 307AGp0B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp0B
  • the silicon transistor 304AGn1, the lower diffusion layer 302pc, the upper diffusion layer 307AGp1, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp1.
  • the silicon transistor 304AGn1B, the lower diffusion layer 302pb, the upper diffusion layer 307AGp1B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp1B
  • the silicon pillar 304AGn2, the lower diffusion layer 302pd, the upper diffusion layer 307AGp2, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp2
  • the silicon pillar 304AGn2B, the lower diffusion layer 302pe, the upper diffusion layer 307AGp2B, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 form a PMOS transistor AGp2B
  • the silicon pillar 304AGn3, the lower diffusion layer 302pf, the upper diffusion layer 307AGp3, the gate insulating film 305, and the gate electrode 306 constitute a PMOS transistor AGp3.
  • a gate interconnection 306a is commonly connected to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn0 and AGn0B, and a gate interconnection 306b is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp0 and AGp0B, to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn1 and AGn1B.
  • the gate wiring 306c is commonly connected, the gate wiring 306d is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp1 and AGp1B, and the gate wiring 306e is commonly connected to the gate electrodes 306 of the NMOS transistors AGn2 and AGn2B.
  • a gate interconnection 306f is commonly connected to the gate electrodes 306 of the PMOS transistors AGp2 and AGp2B, and the gate electrodes of the NMOS transistors AGn3 and AGn3B are electrically connected.
  • 306 gate lines 306g are commonly connected to the gate line 306h are commonly connected to the PMOS transistor AGp3 and AGp3B gate electrode 306.
  • Lower diffusion layer 302na serving as the drain of NMOS transistor AGn0 and lower diffusion layer 302pa serving as the source of PMOS transistor AGp0 are commonly connected via silicide layer 303, and connected to wiring 313i of the first metal wiring layer via contact 312a.
  • the wiring 313i of the first metal wiring layer becomes the common node N1.
  • the upper diffusion layer 307AGn0 serving as the source of the NMOS transistor AGn0 is connected to the wiring 113B0 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn0 and the contact 310AGn0, and the wiring 113B0 of the first metal wiring layer is the bit line BL0. .
  • the upper diffusion layer 307AGp0 to be a drain of the PMOS transistor AGp0 is connected to the wiring 113B0 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp0 and the contact 310AGp0. That is, the bit line BL0 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed by the NMOS transistor AGn0 and the PMOS transistor AGp0.
  • Lower diffusion layer 302nb serving as the drain of NMOS transistors AGn0B and AGn1B and lower diffusion layer 302pb serving as the source of PMOS transistors AGp0B and AGp1B are commonly connected through silicide layer 303, and the first metal interconnection layer is formed via contact 312b.
  • the wire 313 j connected to the wire 313 j is a common node N 2.
  • the upper diffusion layer 307AGn0B serving as the source of the NMOS transistor AGn0B is connected to the wiring 113B0B of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn0B and the contact 310AGn0B, and the wiring 113B0B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL0B Become.
  • the upper diffusion layer 307AGp0B to be the drain of the PMOS transistor AGp0B is connected to the wiring 113B0B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp0B and the contact 310AGp0B. That is, the bit line BL0B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn0B and a PMOS transistor AGp0B.
  • the upper diffusion layer 307AGn1B serving as the source of the NMOS transistor AGn1B is connected to the wiring 113B1B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn1B and the contact 310AGn1B, and the wiring 113B1B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL1B Become.
  • the upper diffusion layer 307AGp1B to be the drain of the PMOS transistor AGp1B is connected to the wiring 113B1B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp1B and the contact 310AGp1B. That is, the bit line BL1B is connected to the common node N2 via a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn1B and a PM1S transistor AGp0B.
  • Lower diffusion layer 302nc serving as the drain of NMOS transistors AGn1 and AGn2, lower diffusion layer 302pc serving as the source of PMOS transistor AGp1, and lower diffusion layer 302pd serving as the source of PMOS transistor AGp2 are commonly connected via silicide layer 303
  • the wiring 313k of the first metal wiring layer is connected to the wiring 313k of the first metal wiring layer 312c (arranged by three in the figure), and the wiring 313k of the first metal wiring layer becomes a common node N1.
  • the upper diffusion layer 307AGn1 to be the source of the NMOS transistor AGn1 is connected to the wiring 113B1 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn1 and the contact 310AGn1, and the wiring 113B1 of the first metal wiring layer becomes the bit line BL1.
  • the upper diffusion layer 307AGp1 to be the drain of the PMOS transistor AGp1 is connected to the wiring 113B1 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp1 and the contact 310AGp1. That is, the bit line BL1 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed by the NMOS transistor AGn1 and the PMOS transistor AGp1.
  • the upper diffusion layer 307AGn2 to be the source of the NMOS transistor AGn2 is connected to the wiring 113B2 of the first metal wiring layer through the silicide layer 309AGn2 and the contact 310AGn2, and the wiring 113B2 of the first metal wiring layer becomes the bit line BL2.
  • the upper diffusion layer 307AGp2 to be the drain of the PMOS transistor AGp2 is connected to the wiring 113B2 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp2 and the contact 310AGp2. That is, the bit line BL2 is connected to the common node N1 via a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn2 and a PMOS transistor AGp2.
  • Lower diffusion layer 302nd serving as the drain of NMOS transistors AGn2B and AGn3B and lower diffusion layer 302pe serving as the source of PMOS transistors AGp2B and AGp3B are commonly connected via silicide layer 303, and the first metal interconnection layer is formed via contact 312d.
  • the wiring 313l of the first metal wiring layer connected to the wiring 313l is a common node N2.
  • the upper diffusion layer 307AGn2B serving as the source of the NMOS transistor AGn2B is connected to the wiring 113B2B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn2B and the contact 310AGn2B, and the wiring 113B2B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL2B Become. Further, the upper diffusion layer 307AGp2B to be the drain of the PMOS transistor AGp2B is connected to the wiring 113B2B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp2B and the contact 310AGp2B.
  • bit line BL2B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn2B and a PMOS transistor AGp2B.
  • the upper diffusion layer 307AGn3B serving as the source of the NMOS transistor AGn3B is connected to the wiring 113B3B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn3B and the contact 310AGn3B, and the wiring 113B3B of the first metal wiring layer is connected to the inversion bit line BL3B Become.
  • the upper diffusion layer 307AGp3B to be the drain of the PMOS transistor AGp3B is connected to the wiring 113B3B of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp3B and the contact 310AGp3B. That is, the bit line BL3B is connected to the common node N2 through a CMOS switch formed of an NMOS transistor AGn3B and a PMOS transistor AGp3B.
  • Lower diffusion layer 302ne serving as the drain of NMOS transistor AGn3 and lower diffusion layer 302pf serving as the source of PMOS transistor AGp3 are commonly connected via silicide layer 303, and connected to wiring 313m of the first metal wiring layer via contact 312e.
  • the wiring 313m of the first metal wiring layer becomes a common node N1.
  • the upper diffusion layer 307AGn3 to be the source of the NMOS transistor AGn3 is connected to the wiring 113B3 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGn3 and the contact 310AGn3, and the wiring 113B3 of the first metal wiring layer becomes the bit line BL3. .
  • the upper diffusion layer 307AGp3 to be a drain of the PMOS transistor AGp3 is connected to the wiring 113B3 of the first metal wiring layer via the silicide layer 309AGp3 and the contact 310AGp3. That is, the bit line BL3 is connected to the common node N1 via the CMOS switch formed of the NMOS transistor AGn3 and the PMOS transistor AGp3.
  • the bit lines BL0, BL0B, BL1B, BL1, BL2, BL2B, BL3B, and BL3 configured by the interconnections of the first metal interconnection layer are extended in the vertical direction in FIG. 7A.
  • Wiring 315a of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn0 extends in the lateral direction of FIG. 7a, and is connected to gate wiring 306a through contact 314a, wiring 313a of the first metal wiring layer, and contact 311a.
  • the gate wiring 306a is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn0 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn0B.
  • Wiring 315b of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YAp0 extends in the lateral direction of FIG. 7a and is connected to the gate wiring 306b through the contact 314b, the wiring 313b of the first metal wiring layer, and the contact 311b.
  • the gate interconnection 306b is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp0 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp0B.
  • Wiring 315c of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn1 extends in the lateral direction of FIG. 7a, and is connected to gate wiring 306c via contact 314c, wiring 313c of the first metal wiring layer, and contact 311c.
  • the gate wiring 306c is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn1 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn1B.
  • Wiring 315d of the second metal wiring layer supplying the inverted column selection signal YAp1 extends in the lateral direction of FIG.
  • the gate wiring 306d is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp1 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp1B.
  • Wiring 315e of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn2 extends in the lateral direction of FIG. 7a and is connected to gate wiring 306e through contact 314e, wiring 313e of the first metal wiring layer, and contact 311e.
  • the gate wiring 306e is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn2 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn2B.
  • Wiring 315f of the second metal wiring layer supplying inverted column selection signal YAp2 extends in the lateral direction of FIG. 7a and is connected to gate wiring 306f via contact 314f, wiring 313f of the first metal wiring layer, and contact 311f.
  • the gate interconnection 306f is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp2 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp2B.
  • Wiring 315g of the second metal wiring layer supplying column selection signal YAn3 extends in the lateral direction of FIG. 7a and is connected to gate wiring 306g through contact 314g, wiring 313g of the first metal wiring layer, and contact 311g.
  • the gate wiring 306g is commonly connected to the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn3 and the gate electrode 306 of the NMOS transistor AGn3B.
  • Wiring 315h of the second metal wiring layer supplying inverted column selection signal YAp3 extends in the lateral direction of FIG. 7a and is connected to gate wiring 306h via contact 314h, wiring 313h of the first metal wiring layer, and contact 311h.
  • the gate wiring 306h is commonly connected to the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp3 and the gate electrode 306 of the PMOS transistor AGp3B.
  • the vertical arrangement pitch of the column selection line and the inversion column selection line supplying the column selection signal and the inversion column selection signal can be minimized.
  • the repetition dimension of this embodiment is Lx3.
  • a part of the adjacent drawing is shown.
  • the bit lines and the bit lines, or the inverted bit lines and the inverted bit lines are arranged adjacent to each other.
  • a column selection signal is extended laterally disposed and the inverted column selection signal, can be efficiently arranged in different layers, respectively, the area can provide reduced column select gate decoder. Furthermore, by arranging every other pair of column selection signals and inverted column selection signals, which are formed in the second metal wiring layer, it is possible to arrange at the minimum pitch which is the processing limit of the second metal wiring layer. Furthermore, a reduced area column select gate decoder can be provided.
  • the dimension Lx3 in the horizontal direction in FIG. 7a is the repeat dimension of this basic block (layout).
  • FIG. 8 shows an equivalent circuit 430 of another column select gate decoder applied to the present invention.
  • Equivalent circuit 430 corresponds to the column select gate decoder of the SRAM in FIG. 13 having bit lines and inverted bit lines.
  • FIG. 8 is similar in configuration to the equivalent circuit of FIG. While FIG. 8 is different from FIG. 1 in that FIG. 1 is an equivalent circuit having bit lines BL0 to BL7 and not using inverted bit lines, FIG. 8 shows bit lines BL0 to BL3 and inverted ones. Bit lines BL0B to BL3B are provided, and inverted bit lines BL0B to BL3B are obtained by replacing bit lines BL4 to BL7 in FIG. 1 as they are.
  • the NMOS transistor AGn0 forming the first CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL0, a column selection signal YAn0 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp0 The drain is connected to the bit line BL0, the inverted column selection signal YAp0 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn1 constituting a second CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL1, a column selection signal YAn1 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp1.
  • the drain is connected to the bit line BL1, the gate receives the inverted column selection signal YAp1, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn2 constituting the third CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL2, a column selection signal YAn2 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp2
  • the drain is connected to the bit line BL2, the inverted column selection signal YAp2 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor AGn3 forming the fourth CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the bit line BL3, a column selection signal YAn3 input to the gate, and a drain connected to the common node N1, and a PMOS transistor AGp3.
  • the drain is connected to the bit line BL3, the inverted column selection signal YAp3 is input to the gate, and the source is connected to the common node N1.
  • the NMOS transistor BG0 constituting a CMOS switch serving as a column selection gate switch has a source connected to the common node N1, a gate to which the column selection signal YBn0 is input, and a drain connected to the common node N3 (ie, data line DL)
  • the PMOS transistor BGp0 has a drain connected to the common node N1, a gate to which the inverted column selection signal YBp0 is input, and a source connected to the common node N3.
  • NMOS transistors AGn0B, AGn1B, AGn2B, AGn3B are provided between bit lines BL0B, BL1B, BL2B, BL3B and common node N2, respectively, and column selection signals YAn0, YAn1, YAn2, YAn3 are provided at their gates. It is input.
  • PMOS transistors AGp0B, AGp1B, AGp2B, AGp3B are disposed between bit lines BL0B, BL1B, BL2B, BL3B and common node N2, respectively, and their gates receive inverted column selection signals YAp0, YAp1, YAp2, YAp3 respectively. It is input.
  • the NMOS transistor BG0B is disposed between the common node N2 and the common node N4 (ie, the inverted data line DLB), and has a gate to which a column selection signal YBn0 is connected.
  • the PMOS transistor BGp0B is disposed between the common node N2 and the common node N4, and the inverted column selection signal YBp0 is connected to the gate.
  • FIGS. 9a and 9b are a plan view of the layout (arrangement) of the column select gate decoder according to the present invention
  • FIG. 9b is a plan view showing only the contacts and the wiring of the first metal wiring layer in FIG. 9a.
  • the cross-sectional structure is the same as that of the first embodiment (FIG. 2) except for the reference numerals, and is thus omitted.
  • the difference between FIGS. 2 and 9 is that bit lines BL4, BL5, BL6 and BL7 in FIG. 2 are replaced with inverted bit lines BL0B, BL1B, BL2B and BL3B in FIG.
  • NMOS transistors AGn4, AGn5, AGn6 are replaced by NMOS transistors AGn0B, AGn1B, AGn2B, AGn3B and BGn0B
  • PMOS transistors AGp4, AGp5, AGp6, AGp7 and BGp1 are replaced by AGp0B, AGp1B, AGp2B, AGp3B and AGp0B, respectively
  • the selection signals YAn1 and YAp1 are replaced by YAn0B and YAp0B, respectively.
  • the present embodiment can realize a column selection gate decoder provided with a CMOS switch having bit lines and inverted bit lines in the same area as that of the first embodiment.
  • bit lines and inverted bit lines such as an SRAM
  • the bit lines and the inverted bit lines are respectively a plurality of bundles of wires, and in this case, the wires may be interchanged in a region not shown.
  • the area reduction of the decoder according to this embodiment is more effective.
  • the first metal interconnection layer is used for the bit line, but if it is the first metal interconnection layer when connected to the NMOS transistor or PMOS transistor which is the CMOS switch of the embodiment It is well within the technical scope of the present invention to replace the first metal wiring layer when connecting to the present decoder by using the second metal wiring layer for the bit line in the memory cell array. Further, in the above embodiment, the case where the size of the transistor of the SGT structure is larger than the minimum processing dimension of the interconnection of the first metal interconnection layer or the interconnection of the second metal interconnection layer is considered. Since the area is determined by the interval, the pair of column selection lines and the inversion column selection lines which are pairs are arranged alternately.
  • the width of the wiring by the first metal wiring layer or the width of the wiring by the second metal wiring layer is larger than the dimension of the SGT transistor, and the area is When it is decided, it is not this limitation. Also in this case, it is within the technical scope of the present invention.
  • the decoder of this embodiment uses the second metal interconnection layer disposed above the first metal interconnection layer as the bit line and the inversion bit line, the line by the first metal interconnection layer, and the column selection line and the inversion column selection line. However, it is also possible to replace the column selection line and the inversion column selection line with the first metal interconnection layer and the bit line and the inversion bit line with the second metal interconnection layer. However, in FIG.
  • the wiring of the first metal wiring layer is disposed in the contact portion. It is necessary to arrange the column selection line and the inversion column selection line by the first metal interconnection layer extending in the lateral direction, avoiding the first metal interconnection layer in the upper layer portion of this transistor, It is difficult to arrange the wirings of the first metal wiring layer at the minimum pitch, and there is a drawback that the area becomes large. Such rearrangement of arrangement is also within the technical scope of the present invention.
  • the present embodiment can be easily realized even with a normal CMOS structure, and the present invention is not limited to the BOX structure.
  • the memory of the embodiment has been described using a mask ROM, it is possible to configure a memory such as a flash memory in which a memory can be configured by one transistor and the metal wiring spacing of bit lines is determined by the minimum spacing. Is applicable to the present invention.
  • a transistor for forming a decoder may use a high withstand voltage transistor such as a thick oxide film.
  • the SRAM having a six-transistor configuration has been described as a representative memory having bit lines and inverted bit lines, the present invention is not limited to SRAMs, and it is not limited to other memories having bit lines and inverted bit lines. Even, I can cope.
  • the column select gate decoder has been described in which a plurality of bit lines are selected by a column select signal according to a column select signal, but this idea is not a bit line but a plurality of input signals or output signals.
  • the present invention can also be applied to a transfer circuit decoder that selectively transfers data.
  • the silicon column of the PMOS transistor is defined as n-type silicon and the NMOS silicon column is defined as the p-type silicon layer.
  • the concentration control by impurity implantation becomes difficult.
  • silicide is adopted to reduce resistance, and other low resistance materials may be used.
  • Silicide is defined as a generic term for metal compounds.
  • the essence of the present invention is that the source or drain of the select transistor constituting the memory cell is commonly connected through the lower diffusion layer, while the bit line and the column select signal are arranged in different layers above the transistor. Thus, a reduced area column select gate decoder can be provided.
  • the wiring method of the gate wiring, the wiring position, the wiring method of the metal wiring, the wiring position and the like other than that shown in the drawings of the present embodiment are also technical scope Belongs to

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Abstract

縦型トランジスタであるSurrounding Gate Transistor(SGT)を用いて、列選択ゲートデコーダを構成する半導体装置を小さい面積で提供する。 複数のビット線と共通データ線を選択的に接続するNMOSトランジスタおよびPMOSトランジスタにより構成される列選択ゲートデコーダにおいて、前記MOSトランジスタは、基板上に形成された平面状シリコン層上に形成され、ドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置され、ゲートがシリコン柱を取り囲む構造を有し、前記平面状シリコン層は第1の導電型を持つ第1の活性化領域と第2の導電型を持つ第2の活性化領域からなり、それらが平面状シリコン層表面に形成されたシリコン層を通して互いに接続されることにより小さい面積の半導体装置を提供する。

Description

半導体装置
 本発明は、半導体装置に関する。
昨今、半導体集積回路は大規模化されており、最先端のMPU(Micro-processing Unit)では、トランジスタの数が1G(ギガ)個にも達する半導体チップが開発されている。一般に、このMPUでは、プロトコル制御用に固定データの内蔵メモリとして、マスクROM(Mask Programmable Read Only Memory)あるいはフラッシュメモリ(Flash Memory)が用いられている。
これらの最先端MPUおよびメモリは、非特許文献1に示すように、従来技術である平面形成トランジスタ、いわゆるCMOSプレーナー型プロセスを用いて製造されており、従来の平面状の微細化だけでは大容量化、低価格化に限界が見えてきている。
この課題を解決する手段として、基板に対してソース、ゲート、ドレインが垂直方向に配置され、ゲートが島状半導体層を取り囲む構造のSurrounding Gate Transistor(SGT)が提案され、SGTの製造方法、SGTを用いたCMOSインバータ、NAND回路あるいはSRAMが開示されている。例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3および特許文献4を参照。
特許第5130596号公報 特許第5031809号公報 特許第4756221号公報 国際公開WO2009/096465号公報
CMOS OPアンプ回路実務設計の基礎(吉澤浩和 著)CQ出版社、2007年8月1日、p23
図10、図11a、図11bに、SGTを用いたインバータの回路図とレイアウト図を示す。
図10は、インバータの回路図であり、QpはPチャネルMOSトランジスタ(以下PMOSトランジスタと称す)、QnはNチャネルMOSトランジスタ(以下NMOSトランジスタと称す)、INは入力信号、OUTは出力信号、Vccは電源、Vssは基準電源である。
図11aには、一例として、図10のインバータをSGTで構成したレイアウトの平面図を示す。また、図11bには、図11aの平面図におけるカットラインA-A’方向の断面図を示す。
図11a、図11bにおいて、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)1などの絶縁膜上に平面状シリコン層2p、2nが形成され、上記平面状シリコン層2p、2nは不純物注入等により、それぞれp+拡散層、n+拡散層から構成される。3は、平面状シリコン層(2p、2n)の表面に形成されるシリサイド層であり、前記平面状シリコン層2p、2nを接続する。4nはn型シリコン柱、4pはp型シリコン柱、5は、シリコン柱4n、4pを取り囲むゲート絶縁膜、6はゲート電極、6aはゲート配線である。シリコン柱4n、4pの最上部には、それぞれp+拡散層7p、n+拡散層7nが不純物注入等により形成される。8はゲート絶縁膜5等を保護するためのシリコン窒化膜、9p、9nはp+拡散層7p、n+拡散層7nに接続されるシリサイド層、10p、10nは、シリサイド層9p、9nとメタル13a、13bとをそれぞれ接続するコンタクト、11は、ゲート配線6aとメタル配線13cを接続するコンタクトである。
シリコン柱4n、下部拡散層2p、上部拡散層7p、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、PMOSトランジスタQpを構成し、シリコン柱4p、下部拡散層2n、上部拡散層7n、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、NMOSトランジスタQnを構成する。上部拡散層7p、7nはソース、下部拡散層2p、2nはドレインとなる。メタル配線13aには電源Vccが供給され、メタル配線13bには基準電源Vssが供給され、メタル配線13cには、入力信号INが入力される。また、PMOSトランジスタQpのドレイン拡散層2pとNMOSトランジスタQnのドレイン拡散層2nを接続するシリサイド層3が出力OUTとなる。
図10、図11a、図11bで示したSGTを用いたインバータは、PMOSトランジスタ、NMOSトランジスタが構造上完全に分離されており、プレーナトランジスタのように、well分離が必要なく、さらに、シリコン柱はフローティングボディとなるため、プレーナトランジスタのように、wellへ電位を供給するボディ端子も必要なく、非常にコンパクトにレイアウト(配置)ができることが特徴である。
図12に、代表的な半導体記憶装置(メモリ)として、マスクROMの全体回路を示す。
100は、1トランジスタとコンタクトから構成されるマスクROMセルM(0,0)~M(m,n)をマトリックス状に配置したメモリアレイである。m行、n列のメモリアレイを構成する。
これらのマスクROMセルは、行方向(図の横方向)に、行選択線(ワード線)WLh(h=0~m)を共通接続して配置され、列方向(図の縦方向)に、ビット線BLi(i=0~n)を共通接続して配置される。
200は、行選択デコーダを示す。行選択デコーダ200は、行アドレス信号ADDXを受けて、行選択信号WLh(h=0~m)を出力する。
300Aおよび300Bは、それぞれ列アドレス信号ADDYaおよびADDYbを受けて、列選択信号YAnj、YBnkおよび反転列選択信号YApj、YBpkを出力する列選択デコーダ、400は列選択ゲートデコーダであり、列選択デコーダ300A、300Bの出力YAnj、YApj、YBnk、YBpkを受けて、ビット線BLi(i=0~n)を選択的にデータ線DLに接続する。500は、データ線DLに出力されたメモリセルの微小データを増幅するセンスアンプ、600はセンスアンプの出力をさらに増幅して、チップの外部に出力信号DOUTを出力する出力回路である。
なお、メモリアレイ100に示すメモリセルM(0,0)を構成するトランジスタのソースは基準電源Vssに接続され、ドレインは図のAの破線で示すコンタクトによりビット線BL0に接続される。この状態では、行選択信号WL0が選択され、選択トランジスタがオンすると、コンタクト(A)を介してビット線BL0から基準電源Vssに電流が流れる。これをデータ“1”と定義する。一方、M(1,0)のコンタクト領域Bには、コンタクトが存在せず、ビット線BL0と接続されておらず、行選択線WL1が選択されて選択トランジスタがオンしても電流は流れない。この状態をデータ“0”と定義する。すなわち、選択トランジスタとビット線を接続するコンタクトがあるかないかにより、データを記憶する、いわゆるコンタクトプログラム方式のマスクROMである。他のメモリセルにおいても同様である。
図13a、図13bおよび図13cに、図12のマスクROMのメモリアレイを、SGTを用いて構成した図を示す。
図13aは、マスクROMセルのメモリアレイのレイアウト(配置)の平面図、図13bは、図13aにおけるカットラインA-A’に沿った断面図、図13cは、図13aにおけるカットラインB-B’に沿った断面図を示す。
図13aにおいて、代表的なメモリセルM(0,0)~M(0,7)が、1行目(図の上の行)、に配置され、M(1,0)~M(1,7)が2行目に配置され、同様にして、M(3,0)~M(3,7)が最下位の行に配置されている。
行方向に配置されたメモリセルM(0,0)~M(0,7)はトランジスタのシリコン柱が加工上の最小最ピッチにて配置されており、第1メタル配線層により構成されたビット線BL0~BL7は、同様に加工上の最小ピッチにて配置される。他のメモリセルにおいても同様である。なお、図13a、図13bおよび図13cにおいて、図11a、図11bと同じ構造の箇所については、100番台の対応する記号で示してある。
これらのメモリセルがマトリックス状に配置されたメモリアレイは、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)101などの絶縁膜上に平面状シリコン層102Mnが形成され、この平面状シリコン層102Mnは不純物注入等により、n+拡散層から構成される。103Mは、平面状シリコン層102Mnの表面に形成されるシリサイド層である。104Mpはp型シリコン柱、105Mはシリコン柱104Mpを取り囲むゲート絶縁膜、106Mはゲート電極、106Wa0、106Wa1、106Wa3は、それぞれゲート配線である。104Mpの最上部には、n+拡散層107Mが不純物注入等により形成される。108Mはゲート絶縁膜105Mを保護するためのシリコン窒化膜、109Mは、n+拡散層107Mに接続されるシリサイド層、110Mは、シリサイド層109Mと第1メタル配線層の配線113Mを接続するコンタクトである。
シリコン柱104Mp、下部拡散層102Mn、上部拡散層107M、ゲート絶縁膜105M、ゲート電極106Mにより、メモリセルの選択トランジスタM(p,q)(p=0~3、q=0~7)を構成する。
111Wa0は、ゲート配線106Wa0と第1メタル配線層の配線113Wa0を接続するコンタクトである。また、ゲート配線106Wa0は、行方向に配置されるメモリセルM(0,0)~M(0,7)のゲート電極106Mに接続される。また、コンタクト114Wa0は、第1メタル配線層の配線113Wa0と第2メタル配線層の配線115Wa0を接続するコンタクトである。ここで、第2メタル配線層の配線115Wa0は、行選択線WL0となる。なお、第2メタル配線層の配線115Wa0は、コンタクト114Wb0、第1メタル配線層の配線113Wb0、コンタクト111Wb0、ゲート電極106Wb0を介して、メモリセルのゲート電極106Mに接続される。図では、メモリセル8個おきに接続される。これは、ゲート電極106Mの抵抗が高くならないように、行方向に延在したゲート電極の一定間隔毎に、第2メタル配線層の配線にてシャント(短絡)させる目的である。
他の行選択線についても、同様の接続となる。
ここで、図13bに示すように、メモリセルM(0,0)のドレイン拡散層107Mとその表面を覆うシリサイド層109Mと第1メタル配線層の配線であるビット線113B0は、コンタクト110M(0,0)を介して接続され、メモリセルとして、データ“1”が記憶される。一方、メモリセルM(0,1)は、同様の位置に、架空のコンタクト110zが示されている。これは、本図では、この位置にコンタクトは存在せず、このメモリセルにはデータ“0”が記憶されるが、もし、このメモリセルにデータ“1”を記憶したい時には、この位置にコンタクトを配置することを示している。
同様に、メモリセルM(0,2)、M(0,4)、M(0,6)には、コンタクトが存在し、データ“1”が記憶され、メモリセルM(0,3)、M(0,5)、M(0,7)には、架空のコンタクト110zが配置され、データ“0”が記憶されている。
以上のように、SGTを用いたマスクROMの特徴は、メモリセルの基準電源Vssが下部拡散層により供給されており、基準電源の配線領域が必要ないことである。このことにより、全てのメモリセルは、加工上の最小間隔である寸法を用いて配置が可能となり、面積の縮小されたメモリが提供でき、ビット線も最小間隔にて配置が可能となる。
図14には、ビット線と反転ビット線を有するメモリの例として、SRAMの例を示す。
100は、SRAMセルM(0,0)~M(m,n)をマトリックス状に配置したメモリアレイである。1つのSRAMセルは、PMOSトランジスタQp1、Qp2、NMOSトランジスタQn1,Qn2、Qn3、Qn4で構成される。BLはビット線、BLBは反転ビット線、WLはワード線(行線)、Vccは電源、Vssは基準電源である。
これらのSRAMセルは、行方向(図の横方向)に、行選択線(ワード線)WLh(h=0~m)を共通接続して配置され、列方向(図の縦方向)に、ビット線BLi(i=0~n)および反転ビット線BLiBをそれぞれ共通接続して配置される。
200は、行選択デコーダを示す。行選択デコーダ200は、行アドレス信号ADDXを受けて、行選択信号WLh(h=0~m)を出力する。
300Aおよび300Bは、それぞれ列アドレス信号ADDYaおよびADDYbを受けて、列選択信号YAnj、YBnkおよび反転列選択信号YApj、YBpkを出力する列選択デコーダ、410は列選択ゲートデコーダであり、列選択デコーダ300A、300Bの出力YAnj、YApj、YBnk、YBpkを受けて、ビット線BLi(i=0~n)および反転ビット線BLiB(i=0~n)をそれぞれ選択的にデータ線DLおよび反転データ線DLBに接続する。500は、データ線DLおよび反転データ線DLBに出力されたメモリセルの微小データを増幅するセンスアンプ、600はセンスアンプの出力をさらに増幅して、チップの外部に出力信号DOUTを出力する出力回路である。また、700は書込み信号WEおよび書込みデータDINが入力され、書込み時に、データ線DLおよび反転データ線DLBに書込みデータを出力する書込み制御回路である。
図15a、図15b、図15cおよび図15dに、SGTを用いたスタティック型メモリセル(以下SRAMセルと称す)のレイアウト図を示す。
詳細は特許文献4、国際公開WO2009/096465号公報に記載されているが、以下に簡単に説明する。
図15aは、1つのSRAMセルの平面図である。図15bには、図15aにおけるカットラインA-A’方向の断面図、図15cには、図15aにおけるカットラインB-B’方向の断面図、図15dには、図15aにおけるカットラインC-C’方向の断面図を示す。図15aにおいて、SRAMセルのNMOSトランジスタQn2、PMOSトランジスタQp2及びNMOSトランジスタQn4が1行目(図の上の行)、NMOSトランジスタQn3、PMOSトランジスタQp1及びNMOSトランジスタQn1が2行目(図の下の行)に、それぞれ図の左側より順番に配置されている。
基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)1などの絶縁膜上に平面状シリコン層2pa、2pb、2na、2nb、2nc、2ndが形成され、不純物注入等により、2pa、2pbはそれぞれp+拡散層、2na、2nb、2nc、2ndはそれぞれn+拡散層から構成される。3は、平面状シリコン層(2pa、2pb、2na、2nb、2nc、2nd)の表面に形成されるシリサイド層であり、平面状シリコン層2nc、2pb、2ndを接続し、また、2nb、2pa、2naを接続する。
4n1、4n2はn型シリコン柱、4p1、4p2、4p3、4p4はp型シリコン柱、5はシリコン柱4n1、4n2、4p1、4p2、4p3、4p4を取り囲むゲート絶縁膜、6はゲート電極、6a、6b、6c、6dは、それぞれゲート配線である。シリコン柱4n1、4n2の最上部には、それぞれp+拡散層7p1、7p2が不純物注入等により形成され、シリコン柱4p1、4p2、4p3、4p4の最上部には、それぞれn+拡散層7n1、7n2、7n3、7n4が不純物注入等により形成される。8はゲート絶縁膜5を保護するためのシリコン窒化膜、9p1、9p2、9n1、9n2、9n3、9n4はそれぞれp+拡散層7p1、7p2、n+拡散層7n1、7n2、7n3、7n4に接続されるシリサイド層、10p1、10p2、10n1、10n2、10n3、10n4は、シリサイド層9p1、9p2、9n1、9n2、9n3、9n4と第1メタル配線層の配線13c、13g、13a、13f、13e、13hとをそれぞれ接続するコンタクト、11aはゲート配線6aと第1メタル配線層の配線13bを接続するコンタクト、11bはゲート配線6bと第1メタル配線層の配線13dを接続するコンタクト、11cはゲート配線6cと第1メタル配線層の配線13iを接続するコンタクト、11dはゲート配線6dと第1メタル配線層の配線13jを接続するコンタクトである。
また、12aは、下部拡散層2nb、2paおよび2naを接続するシリサイド3と第1メタル配線層の配線13dを接続するコンタクト、12bは、下部拡散層2nd、2pbおよび2ncを接続するシリサイド3と第1メタル配線層の配線13bを接続するコンタクトである。
シリコン柱4n1、下部拡散層2pa、上部拡散層7p1、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、PMOSトランジスタQp1を構成し、シリコン柱4n2、下部拡散層2pb、上部拡散層7p2、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、PMOSトランジスタQp2を構成し、シリコン柱4p1、下部拡散層2na、上部拡散層7n1、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、NMOSトランジスタQn1を構成し、シリコン柱4p2、下部拡散層2nc、上部拡散層7n2、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、NMOSトランジスタQn2を構成し、シリコン柱4p3、下部拡散層2nb、上部拡散層7n3、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、NMOSトランジスタQn3を構成し、シリコン柱4p4、下部拡散層2nd、上部拡散層7n4、ゲート絶縁膜5、ゲート電極6により、NMOSトランジスタQn4を構成する。
また、PMOSトランジスタQp1とNMOSトランジスタQn1のゲート電極6にはゲート配線6aが接続され、PMOSトランジスタQp2のゲート電極6とNMOSトランジスタQn2のゲート電極6にはゲート配線6bが接続され、NMOSトランジスタQnn3のゲート電極6にはゲート配線6cが接続され、NMOSトランジスタQn4のゲート電極6にはゲート配線6dが接続される。
下部拡散層2pa、2na、2nbはシリサイド3を介してPMOSトランジスタQp1、Qn1、Qn3の共通ドレインとなり、コンタクト12aを介して第1メタル配線層の配線13dに接続され、さらに、コンタクト11bを介してゲート電極6bに接続される。同様に、下部拡散層2pb、2nc、2ndはシリサイド3を介してPMOSトランジスタQp2、Qn2、Qn4の共通ドレインとなり、コンタクト12bを介して第1メタル配線層の配線13bに接続され、さらに、コンタクト11aを介してゲート電極6aに接続される。
PMOSトランジスタQp1、Qp2のソースである上部拡散層7p1、7p2は、それぞれシリサイド層9p1、9p2およびコンタクト10p1、10p2を介して、それぞれ第1メタル配線13c、13gに接続され、さらに、コンタクト14p1、14p2を介して第2メタル配線層の配線15aに接続され、第2メタル配線層の配線15aには電源Vccが供給される。
NMOSトランジスタQn1およびQn2のソースである上部拡散層7n1および7n2は、それぞれシリサイド層9n1、9n2、コンタクト10n1、10n2を介して第1メタル配線層の配線13a、13fに接続され、第1メタル配線層の配線13a、13fには基準電源Vssが供給される。
NMOSトランジスタQn3のソースである上部拡散層7n3は、シリサイド層9n3、コンタクト10n3を介して第1メタル配線層の配線13eに接続され、さらにコンタクト14n3を介して第2メタル配線層の配線15bに接続され、第2メタル配線層の配線15bはビット線BLとなる。また、NMOSトランジスタQn4のソースである上部拡散層7n4は、シリサイド層9n4、コンタクト10n4を介して第1メタル配線層の配線13hに接続され、さらにコンタクト14n4を介して第2メタル配線層の配線15cに接続され、第2メタル配線層の配線15cは反転ビット線BLBとなる。また、NMOSトランジスタQn3、Qn4のゲート電極6は、それぞれゲート配線6c、6dに接続される。ゲート配線6dは、図15dに示すように、コンタク11d、第1メタル配線層の配線13j、コンタクト14b、第2メタル配線層の配線15e、コンタクト16bを介して第3メタル配線層の配線17に接続され、第3メタル配線層の配線17は、ワード線(行選択信号)WLとなる。同様に、ゲート配線6cは、コンタク11c、第1メタル配線層の配線13i、コンタクト14a、第2メタル配線層の配線15d、コンタクト16aを介して第3メタル配線層の配線17に接続される。
以上により、図15aに示すように、PMOSトランジスタQp1、Qp2、NMOSトランジスタQn1、Qn2、Qn3、Qn4を2行3列の最小寸法で図14におけるSRAMセルが提供できる。
なお、細線枠で囲まれたブロックSRAMがユニットセルの単位であり、高さ方向は寸法Ly1となる。
SGTを用いたSRAMは、PMOSトランジスタ、NMOSトランジスタが構造上完全に分離されており、プレーナトランジスタのように、well分離が必要なく、さらに、シリコン柱はフローティングボディとなるため、プレーナトランジスタのように、wellへ電位を供給するボディ端子も必要なく、非常にコンパクトにレイアウト(配置)ができることが特徴である。
本発明は、このSGTの特徴を利用して、微細化されたメモリセルのビット線、あるいは反転ビット線を選択的にデータ線に接続する列選択ゲートデコーダをコンパクトに配置し、面積を最小にした、低価格な半導体装置を提供することが目的である。
さらに、ビット線あるいは反転ビット線の電位の転送効率を最大にするために、列選択ゲートスイッチをPMOSトランジスタとNMOSトランジスタを並列に組み合わせた、コンプリメンタリーMOSスイッチ(以下CMOSスイッチと称す)を採用することで、低電圧に対応できる効率の良い列選択ゲートデコーダが提供できる。
さらに、本発明は、入力信号あるいは出力信号を選択的に共通ノードへ接続するデコーダ回路を提供することが目的である。
(1)上記の目的を達成する本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記デコーダ回路は、少なくとも、
複数の入力あるいは出力信号と、
複数の選択信号と、
前記複数の選択信号と対を成す複数の反転選択信号と、
1つのNチャネルMOSトランジスタと1つのPチャネルMOSトランジスタにより構成されるコンプリメンタリーMOSスイッチを複数備え、
前記NチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記PチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの各入力端子となり、
前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの各出力端子となり、
前記NチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の選択信号のいずれか1つが入力され、
前記PチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の選択信号の反転選択信号のいずれか1つが入力され、
前記複数の入力あるいは出力信号のいずれか1つが、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの前記各入力端子に入力され、
前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの各出力となる前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする。
(2)本発明の好ましい態様では、前記複数の入力あるいは出力信号のいずれか1つが入力され、前記複数の選択信号および対を成す前記複数の反転選択信号のいずれか1つが入力された複数の前記コンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる、前記各NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域は、少なくとも2組以上の前記コンプリメンタリーMOSスイッチにおいて、シリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続される。
(3)また、別の態様では、前記複数の入力を供給する入力線あるいは前記出力を供給する出力線と、前記複数の選択信号を供給する複数の選択信号線および前記複数の選択信号と対を成す複数の反転選択信号を供給する反転選択信号線は、直交するように配置される。
(4)さらに、別の態様では、前記複数の入力線あるいは前記複数の出力線と前記複数の選択信号線および対を成す前記複数の反転選択信号線は直交するように配置されるとともに、対を成す前記選択信号線および前記反転選択信号線は、隣接しない。
(5)また、別の態様では、前記複数の入力信号線あるいは出力信号線はビット線であり、
前記選択信号線は列選択線であり、
前記反転選択信号線は反転列選択線であり、
前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチは、列選択ゲートスイッチである。
(6)また、別の態様では、前記ビット線は列方向に延在配置され、
前記列選択線および前記反転列選択線は、前記ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、前記コンプリメンタリーMOSスイッチを構成する1対の前記NチャネルMOSトランジスタと前記PチャネルMOSトランジスタは前記ビット線に沿って列方向に配置される。
(7)別の好ましい態様では、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記デコーダ回路は、少なくとも、
第1のビット線と、
第2のビット線と、
第1の列選択信号と
第2の列選択信号と、
前記第1の列選択信号と対を成す第1の反転列選択信号と、
前記第2の列選択信号と対を成す第2の反転列選択信号と、
第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第1のNチャネルMOSトランジスタと第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第2のNチャネルMOSトランジスタと第2のPチャネルMOSトランジスタを備え、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となり、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となり、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となり、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となり、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択信号が入力され、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選択信号が入力され、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択信号が入力され、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択信号が入力され、
前記第1のビット線が前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子に接続され、
前記第2のビット線が前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子に接続され、
前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域と、
前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置され、シリサイド層を介して共通接続される。
(8)また、別の態様では、前記第1のビット線と第2のビット線は列方向に延在配置され、
前記第1の列選択信号を供給する第1の列選択線および前記第1の反転列選択信号を供給する第1の反転列選択線と、前記第2の列選択信号を供給する第2の列選択線および前記第2の反転列選択信号を供給する第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、前記第2のビット線とは異なる階層で行方向に配置される。
(9)さらに、別の態様では、前記第1のビット線と第2のビット線は列方向に延在配置され、
前記第1の列選択線および前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、第2のビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、あるいは前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタは、それぞれ、前記第1のビット線あるいは前記第2のビット線に沿って列方向に配置される。
(10)また、別の態様では、前記第1のビット線と第2のビット線は列方向に延在配置され、
前記第1の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の列選択線および前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、第2のビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタおよび前記第2のPチャネルMOSトランジスタは、前記第1のビット線あるいはその延長線上に沿って列方向に1列に配置される。
(11)別の好ましい態様では、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記デコーダ回路は、少なくとも、
複数のビット線と、
複数のビット線と対を成す複数の反転ビット線と、
複数の列選択線と、
前記複数の列選択線と対を成す反転列選択線と、
1つのNチャネルMOSトランジスタと1つのPチャネルMOSトランジスタにより構成されるコンプリメンタリーMOSスイッチを複数備え、
前記NチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記PチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記コンプリメンタリーMOSスイッチの入力端子となり、
前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記コンプリメンタリーMOSスイッチの出力端子となり、
前記NチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の列選択線のいずれか1つが接続され、
前記PチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の反転列選択線のいずれか1つが接続され、
前記複数のビット線および複数の反転ビット線のそれぞれが、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの入力端子に入力され、
前記コンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置され、シリサイド層を介して共通接続される。
(12)また、別の態様では、前記複数のビット線と複数の反転ビット線は列方向に延在配置され、
前記複数の列選択線および前記複数の反転列選択線は、前記複数のビット線と複数の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置される。
(13)さらに、別の態様では、前記複数のビット線は少なくとも第1のビット線と第1の反転ビット線を備え、
前記複数の列選択線は少なくとも第1の列選択線と第2の列選択線を備え、
前記複数の反転列選択線は、少なくとも第1の反転列選択線と第2の反転列選択線を備え、
前記第1のビット線と第1の反転ビット線は列方向に延在配置され、
前記第1の列選択線および対を成す前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および対を成す前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、第1の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
前記1対のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、あるいは前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタは、前記第1のビット線あるいは前記第1の反転ビット線に沿って列方向に配置される。
(14)また、別の好ましい態様では、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記デコーダ回路は、少なくとも、
第1のビット線と、
第1の反転ビット線と、
第2のビット線と、
第2の反転ビット線と
第1の列選択線と、
前記第1の列選択線と対を成す第1の反転列選択線と、
第2の列選択線と、
前記第2の列選択線と対を成す第2の反転列選択線と、
第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第1のNチャネルMOSトランジスタと第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第2のNチャネルMOSトランジスタと第2のPチャネルMOSトランジスタと、
第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第3のNチャネルMOSトランジスタと第3のPチャネルMOSトランジスタと、
第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第4のNチャネルMOSトランジスタと第4のPチャネルMOSトランジスタを備え、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となり、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となり、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となり、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となり、
前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子となり、
前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となり、
前記第4のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子となり、
前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となり、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選線が接続され、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選択線が接続され、
前記第3のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
前記第3のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
前記第4のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
前記第4のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
前記第1のビット線が前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子に接続され、
前記第1の反転ビット線が前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子に接続され、
前記第2のビット線が前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子に接続され、
前記第2の反転ビット線が前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子に接続され
前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となる、前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となる、前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となる、前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となる、前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続される。
(15)また、別の態様では、前記第1のビット線、第1の反転ビット線、第2のビット線および第2の反転ビット線は列方向に延在配置され、
前記第1の列選択線および対を成す前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および対を成す前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタ、第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第3のNチャネルMOSトランジスタと前記第3のPチャネルMOSトランジスタおよび第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第4のNチャネルMOSトランジスタと前記第4のPチャネルMOSトランジスタは、それぞれ前記第1のビット線および前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線に沿って列方向に配置される。
(16)また、別の態様では、前記第1のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2の反転ビット線、前記第2のビット線の順番に列方向に配置され、
前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチ、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチ、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチ、第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの順番に配置され、
前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となる前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となる前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域おおび前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続される。
(17)また、別の態様では、前記第1のビット線、前記第2のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2の反転ビット線の順番に列方向に配置され、
前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となる前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となる前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域および前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続され、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となる前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となる前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域および前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続される。
(18)さらに、別の好ましい態様では、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記デコーダ回路は、少なくとも、
第1のビット線と、
第1の反転ビット線と、
第2のビット線と、
第2の反転ビット線と
第1の列選択線と、
前記第1の列選択線と対を成す第1の反転列選択線と、
第2の列選択線と、
前記第2の列選択線と対を成す第2の反転列選択線と、
第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第1のNチャネルMOSトランジスタと第1のPチャネルMOSトランジスタと、
第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第2のNチャネルMOSトランジスタと第2のPチャネルMOSトランジスタと、
第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第3のNチャネルMOSトランジスタと第3のPチャネルMOSトランジスタと、
第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第4のNチャネルMOSトランジスタと第4のPチャネルMOSトランジスタを備え、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となり、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となり、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となり、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となり、
前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子となり、
前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となり、
前記第4のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子となり、
前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となり、
前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選線が接続され、
前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選択線が接続され、
前記第3のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
前記第3のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
前記第4のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
前記第4のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
前記第1のビット線が前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子に接続され、
前記第1の反転ビット線が前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子に接続され、
前記第2のビット線が前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子に接続され、
前記第2の反転ビット線が前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子に接続され
前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となる、前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となる、前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子となる、前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子となる、前記第4のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続される。
(19)また、別の態様では、前記第1のビット線、第1の反転ビット線、第2のビット線および第2の反転ビット線は列方向に延在配置され、
前記第1の列選択線および対を成す前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および対を成す前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタ、第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第3のNチャネルMOSトランジスタと前記第3のPチャネルMOSトランジスタおよび第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第4のNチャネルMOSトランジスタと前記第4のPチャネルMOSトランジスタは、それぞれ前記第1のビット線および前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線に沿って列方向に配置される。
本発明の列選択ゲートデコーダの実施例を示す等価回路図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例1の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の列選択ゲートデコーダの実施例を示す等価回路図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの平面図ある。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例2の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例3の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例3の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例3の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例3の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例3の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例3の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の列選択ゲートデコーダの実施例を示す等価回路図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明の実施例4の列選択ゲートデコーダの断面図である。 本発明のさらに別な実施例を示す等価回路図である。 本発明の実施例5の列選択ゲートデコーダの平面図である。 本発明の実施例5の列選択ゲートデコーダの平面図である。 インバータの等価回路図である。 SGTによるインバータの平面図である。 SGTによるインバータの断面図である。 本発明の実施例を示す半導体記憶装置の等価回路である。 SGTを用いたマスクROMの平面図である。 SGTを用いたマスクROMの断面図である。 SGTを用いたマスクROMの断面図である。 本発明の実施例を示す半導体記憶装置の等価回路である。 SGTを用いた従来のSRAMの平面図である。 SGTを用いた従来のSRAMの断面図である。 SGTを用いた従来のSRAMの断面図である。 SGTを用いた従来のSRAMの断面図である。
(本発明に適用する等価回路)
図1に本発明に適用する列選択ゲートデコーダの等価回路400を示す。
YAnj(j=0~3)、YApj、YBnk(k=0~1)、YBpkは、それぞれ図12における列デコーダ300A、300Bから出力される列選択信号である。
列選択ゲートスイッチとなる第1のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn0は、ソースがビット線BL0に接続され、ゲートに列選択信号YAn0が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp0は、ドレインがビット線BL0に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp0が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第2のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn1は、ソースがビット線BL1に接続され、ゲートに列選択信号YAn1が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp1は、ドレインがビット線BL1に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp1が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第3のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn2は、ソースがビット線BL2に接続され、ゲートに列選択信号YAn2が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp2は、ドレインがビット線BL2に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp2が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第4のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn3は、ソースがビット線BL3に接続され、ゲートに列選択信号YAn3が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp3は、ドレインがビット線BL3に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp3が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
また、列選択ゲートスイッチとなるCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタBGn0は、ソースが共通ノードN1に接続され、ゲートに列選択信号YBn0が入力され、ドレインが共通ノードN3(すなわちデータ線DL)に接続され、PMOSトランジスタBGp0は、ドレインが共通ノードN1に接続され、ゲートに反転列選択信号YBp0が入力され、ソースが共通ノードN3に接続される。
同様に、NMOSトランジスタAGn4、AGn5、AGn6、AGn7は、それぞれビット線BL4、BL5、BL6、BL7と共通ノードN2の間に設置され、ゲートには、列選択信号YAn0、YAn1、YAn2、YAn3が入力される。
また、PMOSトランジスタAGp4、AGp5、AGp6、AGp7は、それぞれビット線BL4、BL5、BL6、BL7と共通ノードN2の間に設置され、ゲートには、反転列選択信号YAp0、YAp1、YAp2、YAp3が入力される。
また、NMOSトランジスタBGn1は共通ノードN2と共通ノードN3(すなわちデータ線DL)との間に設置され、ゲートには列選択信号YBn1が接続される。
PMOSトランジスタBGp1は共通ノードN2と共通ノードN3(すなわちデータ線DL)との間に設置され、ゲートには反転列選択信号YBp1が接続される。
なお、NMOSトランジスタAGnj、PMOSトランジスタAGpj(j=0~3)により構成されるCMOSスイッチ(トランスファースイッチ)は、双方向に電流が流れるので、ドレインとソースは動作状態により逆になることがある。本実施例では、データ線DLからビット線へ電流が流れるときを想定して、NMOSトランジスタのソースあるいはPMOSトランジスタのドレインをビット線に接続することを定義した。当然、逆の接続に定義することも、本発明に含まれる。
(実施例1)
本発明に図1の等価回路を適用した実施例として、図2a、図2b、図2c、図2d、図2e、図2f、図2g、図2h、図2i、図2j、図2kおよび図2lに、実施例1を示す。図2aは、本発明の列選択ゲートデコーダのレイアウト(配置)の平面図、図2bは、図2aにおける下部拡散層およびトランジスタのみを示した平面図、図2cは、図2aにおけるコンタクトおよび第1メタル配線層の配線のみを示した平面図、図2dは、図2aにおけるカットラインA-A’に沿った断面図、図2eは、図2aにおけるカットラインB-B’に沿った断面図、図2fは、図2aにおけるカットラインC-C’に沿った断面図、図2gは、図2aにおけるカットラインD-D’に沿った断面図、図2hは、図2aにおけるカットラインE-E’に沿った断面図、図2iは、図2aにおけるカットラインF-F’に沿った断面図、図2jは、図2aにおけるカットラインG-G’に沿った断面図、図2kは、図2aにおけるカットラインH-H’に沿った断面図、図2lは、図2aにおけるカットラインI-I’に沿った断面図を示す。
図2aにおいて、ビット線BL0~BL7が図の縦方向に、それぞれ第1メタル配線層の配線により延在配置される。また、列選択信号YAn0~YAn3、YAp0~YAp3、YBn0、YBp0、YBn1およびYBp1が第2メタル配線層の配線により図の横方向に延在配置される。第1メタル配線層の配線により構成されるビット線BL0~BL7と、第2メタル配線層の配線により構成される列選択線YAn0~YAn3および反転列選択線YAp0~YAp3の交差する箇所に、それぞれNMOSトランジスタAGn0~AGn7およびPMOSトランジスタAGp0~AGp7が配置される。
ここで、本発明の大きな特徴は、後述するように、列選択ゲートトランジスタであるNMOSトランジスタAGn0,AGn1、AGn2、AGn3のドレイン、PMOSトランジスタAGp0、AGp1、AGp2、AGp3のソースおよびNMOSトランジスタBGn0のソース、PMOSトランジスタBGp0のドレインがそれぞれ下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、また、列選択ゲートトランジスタであるNMOSトランジスタAGn4、AGn5、AGn6、AGn7のドレイン、PMOSトランジスタAGp4、AGp5、AGp6、AGp7のソースおよびNMOSトランジスタBGn1のソース、PMOSトランジスタBGp1のドレインがそれぞれ下部拡散層およびシリサイド層により共通接続されることにより、面積縮小が達成されることである。
なお、図2a、図2b、図2c、図2d、図2e、図2f、図2g、図2h、図2i、図2j、図2kおよび図2lにおいて、図10a、図10bと同じ構造の箇所については、200番台の対応する記号で示してある。
図2a、図2b、図2c、図2d、図2e、図2f、図2g、図2h、図2i、図2j、図2kおよび図2lにおいて、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)201などの絶縁膜上に平面状シリコン層202na、202nb、202nc、202nd、202ne、202nf、202pa、202pb、202pcおよび202pdが形成される。この平面状シリコン層202na、202nb、202nc、202nb、202ne、202nfおよび平面状シリコン層202pa、202pb、202pc、202pdは不純物注入等により、それぞれn+拡散層あるいはp+拡散層が構成される。203は、平面状シリコン層(202na、202nb、202nc、202nd、202ne、202nf、202pa、202pb、202pcおよび202pd)の表面に形成されるシリサイド層である。
204AGp0、204AGp1、204AGp2、204AGp3、204AGp4、204AGp5、204AGp6、204AGp7、204BGp0、204BGp1はp型シリコン柱、204AGn0、204AGn1、204AGn2、204AGn3、204AGn4、204AGn5、204AGn6、204AGn7、204BGn0、204BGn1はn型シリコン柱、205はシリコン柱204AGp0、204AGp1、204AGp2、204AGp3、204AGp4、204AGp5、204AGp6、204AGp7、204BGp0、204BGp1、204AGn0、204AGn1、204AGn2、204AGn3、204AGn4、204AGn5、204AGn6、204AGn7、204BGn0、204BGn1を取り囲むゲート絶縁膜、206はゲート電極、206a、206b、206c、206d、206e、206f、206g、206h、206i、206j、206k、206l、206m、206n、206p、206q、206r、206s、206tおよび206uは、それぞれゲート配線である。ゲート絶縁膜205は、ゲート電極206、ゲート配線206a、206b、206c、206d、206e、206f、206g、206h、206i、206j、206k、206l、206m、206n、206p、206q、206r、206s、206tおよび206uの下にも形成される。
シリコン柱204AGp0、204AGp1、204AGp2、204AGp3、204AGp4、204AGp5、204AGp6、204AGp7、204BGp0、204BGp1の最上部には、それぞれn+拡散層207AGn0、207AGn1、207AGn2、207AGn3、207AGn4、207AGn5、207AGn6、207AGn7、207BGn0、207BGn1が不純物注入等により形成され、シリコン柱204AGn0、204AGn1、204AGn2、204AGn3、204AGn4、204AGn5、204AGn6、204AGn7、204BGn0、204BGn1の最上部には、それぞれp+拡散層207AGp0、207AGp1、207AGp2、207AGp3、207AGp4、207AGp5、207AGp6、207AGp7、207BGp0、207BGp1が不純物注入等により形成される。208はゲート絶縁膜205を保護するためのシリコン窒化膜である。
209AGn0、209AGn1、209AGn2、209AGn3、209AGn4、209AGn5、209AGn6、209AGn7、209BGn0、209BGn1はそれぞれn+拡散層207AGn0、207AGn1、207AGn2、207AGn3、207AGn4、207AGn5、207AGn6、207AGn7、207BGn0、207BGn1に接続されるシリサイド層、209AGp0、209AGp1、209AGp2、209AGp3、209AGp4、209AGp5、209AGp6、209AGp7、209BGp0、209BGp1はそれぞれp+拡散層207AGp0、207AGp1、207AGp2、207AGp3、207AGp4、207AGp5、207AGp6、207AGp7、207BGp0、207BGp1に接続されるシリサイド層である。
210AGn0、210AGn1、210AGn2、210AGn3、210AGn4、210AGn5、210AGn6、210AGn7、210BGn0、210BGn1、210AGp0、210AGp1、210AGp2、210AGp3、210AGp4、210AGp5、210AGp6、210AGp7、210BGp0、210BGp1は、それぞれシリサイド層209AGn0、209AGn1、209AGn2、209AGn3、209AGn4、209AGn5、209AGn6、209AGn7、209BGn0、209BGn1、209AGp0、209AGp1、209AGp2、209AGp3、209AGp4、209AGp5、209AGp6、209AGp7、209BGp0、209BGp1と第1メタル配線層の配線113B0、113B2、113B1、113B3、113B4、113B6、113B5、113B7、213v、213v、113B0、113B2、113B1、113B3、113B4、113B6、113B5、113B7、213v、213v、を接続するコンタクトである。
211aはゲート配線206aと第1メタル配線層の配線213aを接続するコンタクト、211bはゲート配線206bと第1メタル配線層の配線213bを接続するコンタクト、211cはゲート配線206cと第1メタル配線層の配線213cを接続するコンタクト、211dはゲート配線206dと第1メタル配線層の配線213dを接続するコンタクト、211eはゲート配線206eと第1メタル配線層の配線213eを接続するコンタクト、211fはゲート配線206fと第1メタル配線層の配線213fを接続するコンタクト、211gはゲート配線206gと第1メタル配線層の配線213gを接続するコンタクト、211hはゲート配線206hと第1メタル配線層の配線213hを接続するコンタクト、211iはゲート配線206iと第1メタル配線層の配線213iを接続するコンタクト、211jはゲート配線206jと第1メタル配線層の配線213jを接続するコンタクト211kはゲート配線206kと第1メタル配線層の配線213kを接続するコンタクト、211lはゲート配線206lと第1メタル配線層の配線213lを接続するコンタクト、211mはゲート配線206mと第1メタル配線層の配線213mを接続するコンタクト、211nはゲート配線206nと第1メタル配線層の配線213nを接続するコンタクト、211pはゲート配線206pと第1メタル配線層の配線213pを接続するコンタクト、211qはゲート配線206qと第1メタル配線層の配線213qを接続するコンタクト、211rはゲート配線206rと第1メタル配線層の配線213rを接続するコンタクト、211sはゲート配線206sと第1メタル配線層の配線213sを接続するコンタクト、211tはゲート配線206tと第1メタル配線層の配線213tを接続するコンタクト、211uはゲート配線206uと第1メタル配線層の配線213uを接続するコンタクトである。
214aは第1メタル配線層の配線213aと第2メタル配線層の配線215aを接続するコンタクト、214bは第1メタル配線層の配線213bと第2メタル配線層の配線215bを接続するコンタクト、214cは第1メタル配線層の配線213cと第2メタル配線層の配線215cを接続するコンタクト、214dは第1メタル配線層の配線213dと第2メタル配線層の配線215dを接続するコンタクト、214eは第1メタル配線層の配線213eと第2メタル配線層の配線215eを接続するコンタクト、214fは第1メタル配線層の配線213fと第2メタル配線層の配線215fを接続するコンタクト、214gは第1メタル配線層の配線213gと第2メタル配線層の配線215gを接続するコンタクト、214hは第1メタル配線層の配線213hと第2メタル配線層の配線215hを接続するコンタクト、214iは第1メタル配線層の配線213iと第2メタル配線層の配線215aを接続するコンタクト、214jは第1メタル配線層の配線213jと第2メタル配線層の配線215bを接続するコンタクト、214kは第1メタル配線層の配線213kと第2メタル配線層の配線215cを接続するコンタクト、214lは第1メタル配線層の配線213lと第2メタル配線層の配線215dを接続するコンタクト、214mは第1メタル配線層の配線213mと第2メタル配線層の配線215eを接続するコンタクト、214nは第1メタル配線層の配線213nと第2メタル配線層の配線215fを接続するコンタクト、214pは第1メタル配線層の配線213pと第2メタル配線層の配線215gを接続するコンタクト、214qは第1メタル配線層の配線213qと第2メタル配線層の配線215hを接続するコンタクト、214rは第1メタル配線層の配線213rと第2メタル配線層の配線215rを接続するコンタクト、214sは第1メタル配線層の配線213sと第2メタル配線層の配線215sを接続するコンタクト、214tは第1メタル配線層の配線213tと第2メタル配線層の配線215tを接続するコンタクト、214uは第1メタル配線層の配線213uと第2メタル配線層の配線215uを接続するコンタクトである。
シリコン柱204AGp0、下部拡散層202na、上部拡散層207AGn0、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn0を構成し、シリコン柱204AGp1、下部拡散層202nb、上部拡散層207AGn1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn1を構成し、シリコン柱204AGp2、下部拡散層202na、上部拡散層207AGn2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn2を構成し、シリコン柱204AGp3、下部拡散層202nb、上部拡散層207AGn3、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn3を構成し、シリコン柱204AGp4、下部拡散層202nd、上部拡散層207AGn4、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn4を構成し、シリコン柱204AGp5、下部拡散層202ne、上部拡散層207AGn5、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn5を構成し、シリコン柱204AGp6、下部拡散層202nd、上部拡散層207AGn6、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn6を構成し、シリコン柱204AGp7、下部拡散層202ne、上部拡散層207AGn7、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタAGn7を構成し、シリコン柱204BGp0、下部拡散層202nc、上部拡散層207BGn0、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタBGn0を構成し、シリコン柱204BGp1、下部拡散層202nf、上部拡散層207BGn1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、NMOSトランジスタBGn1を構成する。
シリコン柱204AGn0、下部拡散層202pa、上部拡散層207AGp0、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp0を構成し、シリコン柱204AGn1、下部拡散層202pb、上部拡散層207AGp1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp1を構成し、シリコン柱204AGn2、下部拡散層202pa、上部拡散層207AGp2、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp2を構成し、シリコン柱204AGn3、下部拡散層202pb、上部拡散層207AGp3、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp3を構成し、シリコン柱204AGn4、下部拡散層202pc、上部拡散層207AGp4、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp4を構成し、シリコン柱204AGn5、下部拡散層202pd、上部拡散層207AGp5、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp5を構成し、シリコン柱204AGn6、下部拡散層202pc、上部拡散層207AGp6、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp6を構成し、シリコン柱204AGn7、下部拡散層202pd、上部拡散層207AGp7、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタAGp7を構成し、シリコン柱204BGn0、下部拡散層202pb、上部拡散層207BGp0、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタBGp0を構成し、シリコン柱204BGn1、下部拡散層202pd、上部拡散層207BGp1、ゲート絶縁膜205、ゲート電極206により、PMOSトランジスタBGp1を構成する。
NMOSトランジスタAGn0のゲート電極206にはゲート配線206aが接続され、NMOSトランジスタAGn1のゲート電極206にはゲート配線206cが接続され、NMOSトランジスタAGn2のゲート電極206にはゲート配線206eが接続され、NMOSトランジスタAGn3のゲート電極206にはゲート配線206gが接続され、NMOSトランジスタAGn4のゲート電極206にはゲート配線206iが接続され、NMOSトランジスタAGn5のゲート電極206にはゲート配線206kが接続され、NMOSトランジスタAGn6のゲート電極206にはゲート配線206mが接続され、NMOSトランジスタAGn7のゲート電極206にはゲート配線206pが接続され、NMOSトランジスタBGn0のゲート電極206にはゲート配線206rが接続され、NMOSトランジスタBGn1のゲート電極206にはゲート配線206tが接続される。
PMOSトランジスタAGp0のゲート電極206にはゲート配線206bが接続され、PMOSトランジスタAGp1のゲート電極206にはゲート配線206dが接続され、PMOSトランジスタAGp2のゲート電極206にはゲート配線206fが接続され、PMOSトランジスタAGp3のゲート電極206にはゲート配線206hが接続され、PMOSトランジスタAGp4のゲート電極206にはゲート配線206jが接続され、PMOSトランジスタAGp5のゲート電極206にはゲート配線206lが接続され、PMOSトランジスタAGp6のゲート電極206にはゲート配線206nが接続され、PMOSトランジスタAGp7のゲート電極206にはゲート配線206qが接続され、PMOSトランジスタBGp0のゲート電極206にはゲート配線206sが接続され、PMOSトランジスタBGp1のゲート電極206にはゲート配線206uが接続される。
図2bに示すように、下部拡散層202na、202pa、202nb、202pb、202ncは、シリサイド203を介してNMOSトランジスタAGn0、AGn1、AGn2、AGn3の共通ドレイン、PMOSトランジスタAGp0、AGp1、AGp2、AGp3の共通ソースを接続し、さらに、NMOSトランジスタBGn0のソースである下部拡散層、PMOSトランジスタBGp0のドレインである下部拡散層と共通接続される。
また、NMOSトランジスタBGn0のドレインである上部n+拡散層207BGn0は、シリサイド層209BGn0およびコンタクト210BGn0を介して第1メタル配線層の配線213vに接続され、PMOSトランジスタBGp0のソースである上部p+拡散層207BGp0は、シリサイド層209BGp0およびコンタクト210BGp0を介して第1メタル配線層の配線213vに接続される。ここで、第1メタル配線層の配線213vは、データ線DLに接続される。
同様に、下部拡散層202nd、202pc、202ne、202pd、202nfは、シリサイド203を介してNMOSトランジスタAGn4、AGn5、AGn6、AGn7の共通ドレイン、PMOSトランジスタAGp4、AGp5、AGp6、AGp7の共通ソースを接続し、さらに、NMOSトランジスタBGn1のソースである下部拡散層、PMOSトランジスタBGp1のドレインである下部拡散層と共通接続される。
また、NMOSトランジスタBGn1のドレインであるn+拡散層207BGn1は、シリサイド層209BGn1およびコンタクト210BGn1を介して第1メタル配線層の配線213vに接続され、PMOSトランジスタBGp1のソースであるp+拡散層207BGp1は、シリサイド層209BGp1およびコンタクト210BGp1を介して第1メタル配線層の配線213vに接続される。
NMOSトランジスタAGn0のソースとなる上部拡散層207AGn0は、シリサイド層209AGn0およびコンタクト210AGn0を介して第1メタル配線層の配線113B0と接続され、113B0はビット線BL0となる。NMOSトランジスタAGn1のソースとなる上部拡散層207AGn1は、シリサイド層209AGn1およびコンタクト210AGn1を介して第1メタル配線層の配線113B1と接続され、113B1はビット線BL1となる。NMOSトランジスタAGn2のソースとなる上部拡散層207AGn2は、シリサイド層209AGn2およびコンタクト210AGn2を介して第1メタル配線層の配線113B2と接続され、113B2はビット線BL2となる。NMOSトランジスタAGn3のソースとなる上部拡散層207AGn3は、シリサイド層209AGn3およびコンタクト210AGn3を介して第1メタル配線層の配線113B3と接続され、113B3はビット線BL3となる。NMOSトランジスタAGn4のソースとなる上部拡散層207AGn4は、シリサイド層209AGn4およびコンタクト210AGn4を介して第1メタル配線層の配線113B4と接続され、113B4はビット線BL4となる。NMOSトランジスタAGn5のソースとなる上部拡散層207AGn5は、シリサイド層209AGn5およびコンタクト210AGn5を介して第1メタル配線層の配線113B5と接続され、113B5はビット線BL5となる。NMOSトランジスタAGn6のソースとなる上部拡散層207AGn6は、シリサイド層209AGn6およびコンタクト210AGn6を介して第1メタル配線層の配線113B6と接続され、113B6はビット線BL6となる。NMOSトランジスタAGn7のソースとなる上部拡散層207AGn7は、シリサイド層209AGn7およびコンタクト210AGn7を介して第1メタル配線層の配線113B7と接続され、113B7はビット線BL7となる。ここで、第1メタル配線層の配線で構成されるビット線BL0、BL1、BL2、BL3、BL4、BL5、BL6、BL7は図2aにおいて縦方向に延在配置される。
列選択信号YAn0を供給する第2メタル配線層の配線215aは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214a、第1メタル配線層の配線213a、コンタクト211aを介してゲート配線206aに接続され、ゲート配線206aはNMOSトランジスタAGn0のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線層の配線215aは、コンタクト214i、第1メタル配線層の配線213i、コンタクト211iを介してゲート配線206iに接続され、ゲート配線206iはNMOSトランジスタAGn4のゲート電極206に接続される。
反転列選択信号YAp0を供給する第2メタル配線層の配線215bは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214b、第1メタル配線213b、コンタクト211bを介してゲート配線206bに接続され、ゲート配線206bはPMOSトランジスタAGp0のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線215bは、コンタクト214j、第1メタル配線213j、コンタクト211jを介してゲート配線206jに接続され、ゲート配線206jはPMOSトランジスタAGp5のゲート電極206に接続される。
列選択信号YAn1を供給する第2メタル配線層の配線215cは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214c、第1メタル配線層の配線213c、コンタクト211cを介してゲート配線206cに接続され、ゲート配線206cはNMOSトランジスタAGn1のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線層の配線215cは、コンタクト214k、第1メタル配線層の配線213k、コンタクト211kを介してゲート配線206kに接続され、ゲート配線206kはNMOSトランジスタAGn5のゲート電極206に接続される。
反転列選択信号YAp1を供給する第2メタル配線層の配線215dは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214d、第1メタル配線層の配線213d、コンタクト211dを介してゲート配線206dに接続され、ゲート配線206dはPMOSトランジスタAGp1のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線層の配線215dは、コンタクト214l、第1メタル配線層の配線213l、コンタクト211lを介してゲート配線206lに接続され、ゲート配線206lはPMOSトランジスタAGp5のゲート電極206に接続される。
列選択信号YAn2を供給する第2メタル配線層の配線215eは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214e、第1メタル配線層の配線213e、コンタクト211eを介してゲート配線206eに接続され、ゲート配線206eはNMOSトランジスタAGn2のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線層の配線215eは、コンタクト214m、第1メタル配線層の配線213m、コンタクト211mを介してゲート配線206mに接続され、ゲート配線206mはNMOSトランジスタAGn6のゲート電極206に接続される。
反転列選択信号YAp2を供給する第2メタル配線層の配線215fは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214f、第1メタル配線層の配線213f、コンタクト211fを介してゲート配線206fに接続され、ゲート配線206fはPMOSトランジスタAGp2のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線層の配線215fは、コンタクト214n、第1メタル配線層の配線213n、コンタクト211nを介してゲート配線206nに接続され、ゲート配線206nはPMOSトランジスタAGp6のゲート電極206に接続される。
列選択信号YAn3を供給する第2メタル配線層の配線215gは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214g、第1メタル配線層の配線213g、コンタクト211gを介してゲート配線206gに接続され、ゲート配線206gはNMOSトランジスタAGn3のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線層の配線215gは、コンタクト214p、第1メタル配線層の配線213p、コンタクト211pを介してゲート配線206pに接続され、ゲート配線206pはNMOSトランジスタAGn7のゲート電極206に接続される。
反転列選択信号YAp3を供給する第2メタル配線層の配線215hは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214h、第1メタル配線層の配線213h、コンタクト211hを介してゲート配線206hに接続され、ゲート配線206hはPMOSトランジスタAGp3のゲート電極206に接続される。さらに、第2メタル配線層の配線215hは、コンタクト214q、第1メタル配線層の配線213q、コンタクト211qを介してゲート配線206qに接続され、ゲート配線206qはPMOSトランジスタAGp7のゲート電極206に接続される。
列選択信号YBn0を供給する第2メタル配線層の配線215rは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214r、第1メタル配線層の配線213r、コンタクト211rを介してゲート配線206rに接続され、ゲート配線206rはNMOSトランジスタBGn0のゲート電極206に接続される。
反転列選択信号YBp0を供給する第2メタル配線層の配線215sは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214s、第1メタル配線層の配線213s、コンタクト211sを介してゲート配線206sに接続され、ゲート配線206sはPMOSトランジスタBGp0のゲート電極206に接続される。
列選択信号YBn1を供給する第2メタル配線層の配線215tは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214t、第1メタル配線層の配線213t、コンタクト211tを介してゲート配線206tに接続され、ゲート配線206tはNMOSトランジスタBGn1のゲート電極206に接続される。
反転列選択信号YBp1を供給する第2メタル配線層の配線215uは、図2aの横方向に延在し、コンタクト214u、第1メタル配線層の配線213u、コンタクト211uを介してゲート配線206uに接続され、ゲート配線206uはPMOSトランジスタBGp1のゲート電極206に接続される。
このような構成にすることにより、縦方向に延在した第1メタル配線層の配線により構成されたビット線BL0~BL7を、横方向に延在した第2メタル配線層の配線により構成された列選択信号AGn0~AGn3、BGn0、BGn1および反転列選択信号AGp0~AGp3、BGp0、BGp1により、選択的に図1の共通ノードN3であるデータ線DLに接続することができる。本図により、列選択ゲートデコーダBL400を構成する。本実施例は、NMOSトランジスタとPMOSトランジスタを並列接続したコンプリメンタリー構成のスイッチを用いているので、転送効率が良好で、且つ面積の小さい列選択ゲートデコーダが実現できる。なお、枠線BL400で囲んだ領域が本実施例の繰り返し寸法Lx1である。
本実施例によれば、列選択デコーダのCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタ(AGn0、AGn1、AGn2、AGn3)のドレインと、PMOSトランジスタ(AGp0、AGp1、AGp2、AGp3)のソースを下部拡散層およびシリサイド層により共通接続させる一方で、トランジスタの上方において縦方向に延在配置されたビット線と、横方向に延在配置された列選択信号を、それぞれ異なる階層で最小間隔により配置することにより、面積が縮小された、列選択ゲートデコーダが提供できる。
(本発明に適用する別の等価回路)
図3に本発明に適用する別の列選択ゲートデコーダの等価回路410を示す。
等価回路410は、図14における、ビット線および反転ビット線を有するSRAMの列選択ゲートデコーダに対応する。
本実施例のYAnj(j=0~3)、YApj、YBnk(k=0~1)、YBpkは、それぞれ図13における列デコーダ300A、300Bから出力される列選択信号および反転列選択信号である。
列選択ゲートスイッチとなる第1のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn0は、ソースがビット線BL0に接続され、ゲートに列選択信号YAn0が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp0は、ドレインがビット線BL0に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp0が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第2のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn0Bは、ソースが反転ビット線BL0Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn0が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp0Bは、ドレインが反転ビット線BL0Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp0が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第3のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn1は、ソースがビット線BL1に接続され、ゲートに列選択信号YAn1が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp1は、ドレインがビット線BL1に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp1が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第4のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn1Bは、ソースが反転ビット線BL1Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn1が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp1Bは、ドレインが反転ビット線BL1Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp1が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第5のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn2は、ソースがビット線BL2に接続され、ゲートに列選択信号YAn2が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp2は、ドレインがビット線BL2に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp2が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第6のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn2Bは、ソースが反転ビット線BL2Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn2が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp2Bは、ドレインが反転ビット線BL2Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp2が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第7のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn3は、ソースがビット線BL3に接続され、ゲートに列選択信号YAn3が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp3は、ドレインがビット線BL3に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp3が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第8のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn3Bは、ソースが反転ビット線BL3Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn3が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp3Bは、ドレインが反転ビット線BL3Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp3が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第9のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタBGn0は、ソースが共通ノードN1に接続され、ゲートに列選択信号YBn0が入力され、ドレインが共通ノードN3(すなわちデータ線DL)に接続され、PMOSトランジスタBGp0は、ドレインが共通ノードN1に接続され、ゲートに反転列選択信号YBp0が入力され、ソースが共通ノードN3に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第10のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタBGn0Bは、ソースが共通ノードN2に接続され、ゲートに反転列選択信号YBn0Bが入力され、ドレインが共通ノードN4(すなわち反転データ線DLB)に接続され、PMOSトランジスタBGp0Bは、ドレインが共通ノードN2に接続され、ゲートに反転列選択信号YBp0Bが入力され、ソースが共通ノードN4に接続される。
なお、NMOSトランジスタAGn0、AGn0B、AGn1、AGn1B、AGn2、AGn2B、AGn3、AGn3B、PMOSトランジスタAGp0、AGp0B、AGp1、AGp1B、AGp2、AGp2B、AGp3、AGp3Bにより構成される1段目のデコーダを、図3の破線枠の411で示す。
(実施例2)
図4a、図4b、図4c、図4d、図4e、図4f、図4g、図4h、図4i、図4jおよび図4kに、実施例2を示す。本実施例は、図3における等価回路の411に対応する。
図4aは、本発明の列選択ゲートデコーダのレイアウト(配置)の平面図、図4bは、図4aにおける下部拡散層およびトランジスタのみを示した平面図、図4cは、図4aにおけるコンタクトおよび第1メタル配線層の配線のみを示した平面図、図4dは、図4aにおけるカットラインA-A’に沿った断面図、図4eは、図4aにおけるカットラインB-B’に沿った断面図、図4fは、図4aにおけるカットラインC-C’に沿った断面図、図4gは、図4aにおけるカットラインD-D’に沿った断面図、図4hは、図4aにおけるカットラインE-E’に沿った断面図、図4iは、図4aにおけるカットラインF-F’に沿った断面図、図4jは、図4aにおけるカットラインG-G’に沿った断面図、図4kは、図4aにおけるカットラインH-H’に沿った断面図を示す。
図4aにおいて、ビット線BL0、反転ビット線BL0B、ビット線BL1、反転ビット線BL1B、ビット線BL2、反転ビット線BL2B、ビット線BL3、反転ビット線BL3Bが図の縦方向に、左より順番に、第1メタル配線層の配線により延在配置される。
また、列選択信号YAn0~YAn3、YAp0~YAp3が第2メタル配線層の配線により図の横方向に、図の下からYAn0、YAn1、YAp0、YAp1、YAn2、YAn3、YAp2、YAp3の順番に延在配置される。すなわち、YAn0とYAp0、YAn1とYAp1、YAn2とYAp2、YAn3とYAp3の各対を成す列選択信号および反転列選択信号は、1つ置きに配置される。
第1メタル配線層の配線により構成されるビット線BL0、反転ビット線BL0B、ビット線BL1、反転ビット線BL1B、ビット線BL2、反転ビット線BL2B、ビット線BL3、反転ビット線BL3Bと、第2メタル配線層の配線により構成される列選択線YAn0~YAn3および反転列選択線YAp0~YAp3の交差する箇所に、それぞれNMOSトランジスタAGn0~AGn3、AGn0B~AGn3B、PMOSトランジスタAGp0~AGp3およびAGp0B~AGp3Bが配置される。
ここで、本発明の特徴は、後述するように、CMOSスイッチを構成する列選択ゲートトランジスタであるNMOSトランジスタAGn0のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp0のソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、同じく、NMOSトランジスタAGn0Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAGp0Bのソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn1のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp1のソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn1Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAGp1Bのソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn2のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp2のソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、
NMOSトランジスタAGn2Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAGp2Bのソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn3のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp3のソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn3Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAGp3Bのソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続されることである。
また、CMOSスイッチの対となるNMOSトランジスタAGn0とPMOSトランジスタAGp0はビット線方向に沿って図4aの上下に配置され、同様に、NMOSトランジスタAGn0BとPMOSトランジスタAGp0Bはビット線方向に沿って図4aの上下に配置され、NMOSトランジスタAGn1とPMOSトランジスタAGp1はビット線方向に沿って図4aの上下に配置され、NMOSトランジスタAGn1BとPMOSトランジスタAGp1Bはビット線方向に沿って図4aの上下に配置され、NMOSトランジスタAGn2とPMOSトランジスタAGp2はビット線方向に沿って図4aの上下に配置され、NMOSトランジスタAGn2BとPMOSトランジスタAGp2Bはビット線方向に沿って図4aの上下に配置され、NMOSトランジスタAGn3とPMOSトランジスタAGp3はビット線方向に沿って図4aの上下に配置され、NMOSトランジスタAGn3BとPMOSトランジスタAGp3Bはビット線方向に沿って図4aの上下に配置される。
このように配置することにより、CMOSスイッチを構成する対のNMOSトランジスタとPMOSトランジスタが、縦方向に延在するビット線あるいは反転ビット線の直下に、コンパクトに配置できる。
さらに、ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn0と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn0Bは、列選択線YAn0に沿って配置され、ゲート配線を共有する。同様に、ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp0と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp0Bは、列選択線YAp0に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn1と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn1Bは、列選択線YAn1に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp1と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGp1Bは、列選択線YAp1に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn2と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn2Bは、列選択線YAn2に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp2と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp2Bは、列選択線YAp2に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn3と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn3Bは、列選択線YAn3に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp3と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp3Bは、列選択線YAp3に沿って配置され、ゲート配線を共有する。
このような配置にすることにより、CMOSスイッチを構成するNMOSトラジスタとPMOSトランジスタのゲート配線領域を削減でき、コンパクトに配置でき、列選択線を最小配置でき、面積縮小が達成される。
さらには、列選択線および反転列選択線の配線寄生容量を削減することができ、特性改善も図ることができる。
なお、図4a、図4b、図4c、図4d、図4e、図4f、図4g、図4h、図4i、図4jおよび図4kにおいて、図11a、図11bと同じ構造の箇所については、300番台の対応する記号で示してある。
図4a、図4b、図4c、図4d、図4e、図4f、図4g、図4h、図4i、図4jおよび図4kにおいて、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)301などの絶縁膜上に平面状シリコン層302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302nf、302ng、302nh、302pa、302pb、302pc、302pd、302pe、302pf、302pgおよび302phが形成される。この平面状シリコン層302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302nf、302ng、302nhおよび平面状シリコン層302pa、302pb、302pc、302pd、302pe、302pf、302pg、302phは不純物注入等により、それぞれn+拡散層あるいはp+拡散層が構成される。303は、平面状シリコン層(302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302nf、302ng、302nh、302pa、302pb、302pc、302pd、302pe、302pf、302pgおよび302ph)の表面に形成されるシリサイド層である。
304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bはp型シリコン柱、304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bはn型シリコン柱、305はシリコン柱304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3B、304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bを取り囲むゲート絶縁膜、306はゲート電極、306a、306b、306c、306d、306e、306f、306gおよび306hは、それぞれゲート配線である。ゲート絶縁膜305は、ゲート電極306、ゲート配線306a、306b、306c、306d、306e、306f、306gおよび306hの下にも形成される。
シリコン柱304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bの最上部には、それぞれn+拡散層307AGn0、307AGn0B、307AGn1、307AGn1B、307AGn2、307AGn2B、307AGn3、307AGn3Bが不純物注入等により形成され、シリコン柱304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bの最上部には、それぞれp+拡散層307AGp0、307AGp0B、307AGp1、307AGp1B、307AGp2、307AGp2B、307AGp3、307AGp3Bが不純物注入等により形成される。
308はゲート絶縁膜305を保護するためのシリコン窒化膜である。
309AGn0、309AGn0B、309AGn1、309AGn1B、309AGn2、309AGn2B、309AGn3、309AGn3Bはそれぞれn+拡散層307AGn0、307AGn0B、307AGn1、307AGn1B、307AGn2、307AGn2B、307AGn3、307AGn3Bに接続されるシリサイド層、
309AGp0、309AGp0B、309AGp1、309AGp1B、309AGp2、309AGp2B、309AGp3、309AGp3Bはそれぞれp+拡散層307AGp0、307AGp0B、307AGp1、307AGp1B、307AGp2、307AGp2B、307AGp3、307AGp3Bに接続されるシリサイド層である。
310AGn0、310AGn0B、310AGn1、310AGn1B、310AGn2、310AGn2B、310AGn3、310AGn3B、310AGp0、310AGp0B、310AGp1、310AGp1B、310AGp2、310AGp2B、310AGp3、310AGp3Bは、それぞれシリサイド層309AGn0、309AGn0B、309AGn1、309AGn1B、309AGn2、309AGn2B、309AGn3、309AGn3B、309AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bと第1メタル配線層の配線113B0、113B0B、113B1、113B1B、113B2、113B2B、113B3、113B3B、113B0、113B0B、113B1、113B1B、113B2、113B2B、113B3、113B3Bをそれぞれ接続するコンタクトである。
311aはゲート配線306aと第1メタル配線層の配線313aを接続するコンタクト、311bはゲート配線306bと第1メタル配線層の配線313bを接続するコンタクト、311cはゲート配線306cと第1メタル配線層の配線313cを接続するコンタクト、311dはゲート配線306dと第1メタル配線層の配線313dを接続するコンタクト、311eはゲート配線306eと第1メタル配線層の配線313eを接続するコンタクト、311fはゲート配線306fと第1メタル配線層の配線313fを接続するコンタクト、311gはゲート配線306gと第1メタル配線層の配線313gを接続するコンタクト、311hはゲート配線306hと第1メタル配線層の配線313hを接続するコンタクトである。
314aは第1メタル配線層の配線313aと第2メタル配線層の配線315aを接続するコンタクト、314bは第1メタル配線層の配線313bと第2メタル配線層の配線315bを接続するコンタクト、314cは第1メタル配線層の配線313cと第2メタル配線層の配線315cを接続するコンタクト、314dは第1メタル配線層の配線313dと第2メタル配線層の配線315dを接続するコンタクト、314eは第1メタル配線層の配線313eと第2メタル配線層の配線315eを接続するコンタクト、314fは第1メタル配線層の配線313fと第2メタル配線層の配線315fを接続するコンタクト、314gは第1メタル配線層の配線313gと第2メタル配線層の配線315gを接続するコンタクト、314hは第1メタル配線層の配線313hと第2メタル配線層の配線315hを接続するコンタクトである。
シリコン柱304AGp0、下部拡散層302na、上部拡散層307AGn0、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn0を構成し、
シリコン柱304AGp0B、下部拡散層302nb、上部拡散層307AGn0B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn0Bを構成し、
シリコン柱304AGp1、下部拡散層302nc、上部拡散層307AGn1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn1を構成し、
シリコン柱304AGp1B、下部拡散層302nd、上部拡散層307AGn1B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn1Bを構成し、
シリコン柱304AGp2、下部拡散層302ne、上部拡散層307AGn2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn2を構成し、
シリコン柱304AGp2B、下部拡散層302nf、上部拡散層307AGn2B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn2Bを構成し、
シリコン柱304AGp3、下部拡散層302ng、上部拡散層307AGn3、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn3を構成し、
シリコン柱304AGp3B、下部拡散層302nh、上部拡散層307AGn3B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn3Bを構成する。
シリコン柱304AGn0、下部拡散層302pa、上部拡散層307AGp0、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp0を構成し、
シリコン柱304AGn0B、下部拡散層302pb、上部拡散層307AGp0B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp0Bを構成し、
シリコン柱304AGn1、下部拡散層302pc、上部拡散層307AGp1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp1を構成し、
シリコン柱304AGn1B、下部拡散層302pd、上部拡散層307AGp1B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp1Bを構成し、
シリコン柱304AGn2、下部拡散層302pe、上部拡散層307AGp2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp2を構成し、
シリコン柱304AGn2B、下部拡散層302pf、上部拡散層307AGp2B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp2Bを構成し、
シリコン柱304AGn3、下部拡散層302pg、上部拡散層307AGp3、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp3を構成し、
シリコン柱304AGn3B、下部拡散層302ph、上部拡散層307AGp3B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp3Bを構成する。
NMOSトランジスタAGn0およびAGn0Bのゲート電極306にはゲート配線306aが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp0およびAGp0Bのゲート電極306にはゲート配線306bが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn1およびAGn1Bのゲート電極306にはゲート配線306cが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp1およびAGp1Bのゲート電極306にはゲート配線306dが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn2およびAGn2Bのゲート電極306にはゲート配線306eが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp2およびAGp2Bのゲート電極306にはゲート配線306fが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn3およびAGn3Bのゲート電極306にはゲート配線306gが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp3およびAGp3Bのゲート電極306にはゲート配線306hが共通に接続される。
NMOSトランジスタAGn0のドレインとなる下部拡散層302naとPMOSトランジスタAGp0のソースとなる下部拡散層302paは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312aを介して第1メタル配線層の配線313iに接続され、第1メタル配線層の配線313iは共通ノードN1となる。また、NMOSトランジスタAGn0のソースとなる上部拡散層307AGn0は、シリサイド層309AGn0とコンタクト310AGn0を介して第1メタル配線層の配線113B0に接続され、第1メタル配線層の配線113B0はビット線BL0となる。さらに、PMOSトランジスタAGp0のドレインとなる上部拡散層307AGp0は、シリサイド層309AGp0とコンタクト310AGp0を介して第1メタル配線層の配線113B0に接続される。すなわち、ビット線BL0は、NMOSトランジスタAGn0とPMOSトランジスタAGp0により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn0Bのドレインとなる下部拡散層302nbとPMOSトランジスタAGp0Bのソースとなる下部拡散層302pbは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312bを介して第1メタル配線層の配線313jに接続され、第1メタル配線層の配線313jは共通ノードN2となる。また、NMOSトランジスタAGn0Bのソースとなる上部拡散層307AGn0Bは、シリサイド層309AGn0Bとコンタクト310AGn0Bを介して第1メタル配線層の配線113B0Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B0Bは反転ビット線BL0Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp0Bのドレインとなる上部拡散層307AGp0Bは、シリサイド層309AGp0Bとコンタクト310AGp0Bを介して第1メタル配線層の配線113B0Bに接続される。すなわち、ビット線BL0Bは、NMOSトランジスタAGn0BとPMOSトランジスタAGp0Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn1のドレインとなる下部拡散層302ncとPMOSトランジスタAGp1のソースとなる下部拡散層302pcは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312cを介して第1メタル配線層の配線313kに接続され、第1メタル配線層の配線313kは共通ノードN1となる。また、NMOSトランジスタAGn1のソースとなる上部拡散層307AGn1は、シリサイド層309AGn1とコンタクト310AGn1を介して第1メタル配線層の配線113B1に接続され、第1メタル配線層の配線113B1はビット線BL1となる。さらに、PMOSトランジスタAGp1のドレインとなる上部拡散層307AGp1は、シリサイド層309AGp1とコンタクト310AGp1を介して第1メタル配線層の配線113B1に接続される。すなわち、ビット線BL1は、NMOSトランジスタAGn1とPMOSトランジスタAGp1により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn1Bのドレインとなる下部拡散層302ndとPMOSトランジスタAGp1Bのソースとなる下部拡散層302pdは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312dを介して第1メタル配線層の配線313lに接続され、第1メタル配線層の配線313lは共通ノードN2となる。また、NMOSトランジスタAGn1Bのソースとなる上部拡散層307AGn1Bは、シリサイド層309AGn1Bとコンタクト310AGn1Bを介して第1メタル配線層の配線113B1Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B1Bは反転ビット線BL1Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp1Bのドレインとなる上部拡散層307AGp1Bは、シリサイド層309AGp1Bとコンタクト310AGp1Bを介して第1メタル配線層の配線113B1Bに接続される。すなわち、ビット線BL1Bは、NMOSトランジスタAGn1BとPMOSトランジスタAGp1Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn2のドレインとなる下部拡散層302neとPMOSトランジスタAGp2のソースとなる下部拡散層302peは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312eを介して第1メタル配線層の配線313mに接続され、第1メタル配線層の配線313mは共通ノードN1となる。また、NMOSトランジスタAGn2のソースとなる上部拡散層307AGn2は、シリサイド層309AGn2とコンタクト310AGn2を介して第1メタル配線層の配線113B2に接続され、第1メタル配線層の配線113B2はビット線BL2となる。さらに、PMOSトランジスタAGp2のドレインとなる上部拡散層307AGp2は、シリサイド層309AGp2とコンタクト310AGp2を介して第1メタル配線層の配線113B2に接続される。すなわち、ビット線BL2は、NMOSトランジスタAGn2とPMOSトランジスタAGp2により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn2Bのドレインとなる下部拡散層302nfとPMOSトランジスタAGp2Bのソースとなる下部拡散層302pfは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312fを介して第1メタル配線層の配線313nに接続され、第1メタル配線層の配線313nは共通ノードN2となる。また、NMOSトランジスタAGn2Bのソースとなる上部拡散層307AGn2Bは、シリサイド層309AGn2Bとコンタクト310AGn2Bを介して第1メタル配線層の配線113B2Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B2Bは反転ビット線BL2Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp2Bのドレインとなる上部拡散層307AGp2Bは、シリサイド層309AGp2Bとコンタクト310AGp2Bを介して第1メタル配線層の配線113B2Bに接続される。すなわち、ビット線BL2Bは、NMOSトランジスタAGn2BとPMOSトランジスタAGp2Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn3のドレインとなる下部拡散層302ngとPMOSトランジスタAGp3のソースとなる下部拡散層302pgは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312gを介して第1メタル配線層の配線313pに接続され、第1メタル配線層の配線313pは共通ノードN1となる。また、NMOSトランジスタAGn3のソースとなる上部拡散層307AGn3は、シリサイド層309AGn3とコンタクト310AGn3を介して第1メタル配線層の配線113B3に接続され、第1メタル配線層の配線113B3はビット線BL3となる。さらに、PMOSトランジスタAGp3のドレインとなる上部拡散層307AGp3は、シリサイド層309AGp3とコンタクト310AGp3を介して第1メタル配線層の配線113B3に接続される。すなわち、ビット線BL3は、NMOSトランジスタAGn3とPMOSトランジスタAGp3により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn3Bのドレインとなる下部拡散層302nhとPMOSトランジスタAGp3Bのソースとなる下部拡散層302phは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312hを介して第1メタル配線層の配線313qに接続され、第1メタル配線層の配線313qは共通ノードN2となる。また、NMOSトランジスタAGn3Bのソースとなる上部拡散層307AGn3Bは、シリサイド層309AGn3Bとコンタクト310AGn3Bを介して第1メタル配線層の配線113B3Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B3Bは反転ビット線BL3Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp3Bのドレインとなる上部拡散層307AGp3Bは、シリサイド層309AGp3Bとコンタクト310AGp3Bを介して第1メタル配線層の配線113B3Bに接続される。すなわち、ビット線BL3Bは、NMOSトランジスタAGn3BとPMOSトランジスタAGp3Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
ここで、第1メタル配線層の配線で構成されるビット線BL0、BL0B、BL1、BL1B、BL2、BL2B、BL3、BL3Bは、図において縦方向に延在配置される。
列選択信号YAn0を供給する第2メタル配線層の配線315aは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314a、第1メタル配線層の配線313a、コンタクト311aを介してゲート配線306aに接続され、ゲート配線306aはNMOSトランジスタAGn0のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn0Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp0を供給する第2メタル配線層の配線315bは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314b、第1メタル配線層の配線313b、コンタクト311bを介してゲート配線306bに接続され、ゲート配線306bはPMOSトランジスタAGp0のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp0Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn1を供給する第2メタル配線層の配線315cは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314c、第1メタル配線層の配線313c、コンタクト311cを介してゲート配線306cに接続され、ゲート配線306cはNMOSトランジスタAGn1のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn1Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp1を供給する第2メタル配線層の配線315dは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314d、第1メタル配線層の配線313d、コンタクト311dを介してゲート配線306dに接続され、ゲート配線306dはPMOSトランジスタAGp1のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp1Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn2を供給する第2メタル配線層の配線315eは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314e、第1メタル配線層の配線313e、コンタクト311eを介してゲート配線306eに接続され、ゲート配線306eはNMOSトランジスタAGn2のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn2Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp2を供給する第2メタル配線層の配線315fは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314f、第1メタル配線層の配線313f、コンタクト311fを介してゲート配線306fに接続され、ゲート配線306fはPMOSトランジスタAGp2のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp2Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn3を供給する第2メタル配線層の配線315gは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314g、第1メタル配線層の配線313g、コンタクト311gを介してゲート配線306gに接続され、ゲート配線306gはNMOSトランジスタAGn3のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn3Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp3を供給する第2メタル配線層の配線315hは、図4aの横方向に延在し、コンタクト314h、第1メタル配線層の配線313h、コンタクト311hを介してゲート配線306hに接続され、ゲート配線306hはPMOSトランジスタAGp3のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp3Bのゲート電極306に共通に接続される。
なお、図4aから明らかなように、本実施例では、対となる列選択信号YAn0と反転列選択信号YAp0、列選択信号YAn1と反転列選択信号YAp1、列選択信号YAn2と反転列選択信号YAp2、列選択信号YAn3と反転列選択信号YAp3は、それぞれ、第2メタル配線層の配線1本おきに配置されている。この理由は、対を成すNMOSトランジスタAGnkとPMOSトランジスタAGpk(k=0~3)、および対を成すNMOSトランジスタAGnkBとPMOSトランジスタAGpkB(k=0~3)のそれぞれの配置間隔で縦方向の寸法が決まらないように、トランジスタの間隔に余裕を持たせるためである。その結果として、列選択信号および反転列選択信号を供給する列選択線および反転列選択線の縦方向の配置ピッチを最小間隔にできる。
図4bの枠線BL411で囲んだ領域が本実施例の繰り返し寸法Lx2を示す。
本実施例によれば、列選択デコーダに、転送効率の良いコンプリメンタリーMOSスイッチ(CMOSスイッチ)を用い、このCMOSスイッチを構成する対を成すNMOSトランジスタAGnk(k=0~3)のドレインである下部拡散層とPMOSトランジスタAGpk(k=0~3)のソースである下部拡散層をシリサイド層を介して共通接続し、あるいは、対を成すNMOSトランジスタAGnkB(k=0~3)のドレインである下部拡散層とPMOSトランジスタAGpkB(k=0~3)のソースである下部拡散層をシリサイド層を介して共通接続する一方で、トランジスタの上方において縦方向に延在配置されたビット線および反転ビット線と、横方向に延在配置された列選択信号および反転列選択信号を、それぞれ異なる階層で効率良く配置でき、面積が縮小された列選択ゲートデコーダが提供できる。
さらに、第2メタル配線層により構成される、対を成す列選択信号と反転列選択信号を少なくとも1本おきに配置することにより、第2メタル配線層の加工限界である最小ピッチにて配置でき、さらに面積の縮小された列選択ゲートデコーダが提供できる。
(実施例3)
図5a、図5b、図5c、図5d、図5eおよび図5fに、実施例3を示す。等価回路は、図3に従う。図5aは、本発明の列選択ゲートデコーダのレイアウト(配置)の平面図、図5bは、図5aにおけるコンタクトおよび第1メタル配線層の配線のみを示した平面図、図5cは、図5aにおけるカットラインA-A’に沿った断面図、図5dは、図5aにおけるカットラインB-B’に沿った断面図、図5eは、図5aにおけるカットラインC-C’に沿った断面図、図5fは、図5aにおけるカットラインD-D’に沿った断面図を示す。
図5aにおいて、ビット線BL0、反転ビット線BL0B、ビット線BL1、反転ビット線BL1B、ビット線BL2、反転ビット線BL2B、ビット線BL3、反転ビット線BL3Bが図の縦方向に、左より順番に、第1メタル配線層の配線により延在配置される。
また、列選択信号YAn0~YAn3、YAp0~YAp3が第2メタル配線層の配線により図の横方向に、下からYAn0、YAn1、YAp0、YAp1、YAn2、YAn3、YAp2、YAp3の順番に延在配置される。すなわち、YAn0とYAp0、YAn1とYAp1、YAn2とYAp2、YAn3とYAp3の各対を成す列選択信号および反転選択信号は、1つ置きに配置される。
第1メタル配線層の配線により構成されるビット線BL0、反転ビット線BL0B、ビット線BL1、反転ビット線BL1B、ビット線BL2、反転ビット線BL2B、ビット線BL3、反転ビット線BL3Bと、第2メタル配線層の配線により構成される列選択線YAn0~YAn3および反転列選択線YAp0~YAp3の交差する箇所に、それぞれNMOSトランジスタAGn0~AGn3、AGn0B~AGn3B、PMOSトランジスタAGp0~AGp3およびAGp0B~AGp3Bが配置される。
本実施例と実施例2(図4)との違いは、NMOSトランジスタAGn0~AGn3、AGn0B~AGn3B、PMOSトランジスタAGp0~AGp3およびAGp0B~AGp3Bのドレインとソースを全て上下を反転して配置していることである。
本発明の特徴は、CMOSスイッチを構成する列選択ゲートトランジスタであるNMOSトランジスタAGn0のソース領域とPMOSトランジスタAGp0のドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、同じく、NMOSトランジスタAGn0Bのソース領域とPMOSトランジスタAGp0Bのドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn1のソース領域とPMOSトランジスタAGp1のドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn1Bのソース領域とPMOSトランジスタAGp1Bのドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn2のソース領域とPMOSトランジスタAGp2のドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn2Bのソース領域とPMOSトランジスタAGp2Bのドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn3のソース領域とPMOSトランジスタAG3のドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、NMOSトランジスタAGn3Bのソース領域とPMOSトランジスタAGp3Bのドレイン領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続されることである。
また、CMOSスイッチの対となるNMOSトランジスタAGn0とPMOSトランジスタAGp0はビット線方向に沿って図の上下に配置され、同様に、NMOSトランジスタAGn0BとPMOSトランジスタAGp0Bはビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn1とPMOSトランジスタAGp1はビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn1BとPMOSトランジスタAGp1Bはビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn2とPMOSトランジスタAGp2はビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn2BとPMOSトランジスタAGp2Bはビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn3とPMOSトランジスタAGp3はビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn3BとPMOSトランジスタAGp3Bはビット線方向に沿って図の上下に配置される。
さらに、ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn0と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn0Bは、列選択線YAn0に沿って配置され、ゲート配線を共有する。同様に、ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp0と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp0Bは、列選択線YAp0に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn1と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn1Bは、列選択線YAn1に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp1と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGp1Bは、列選択線YAp1に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn2と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn2Bは、列選択線YAn2に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp2と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp2Bは、列選択線YAp2に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn3と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn3Bは、列選択線YAn3に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp3と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp3Bは、列選択線YAp3に沿って配置され、ゲート配線を共有する。このような配置にすることにより、CMOSスイッチを構成するNMOSトラジスタとPMOSトランジスタを効率よく配置でき、列選択線を最小配置でき、面積縮小が達成されることである。
なお、図5a、図5b、図5c、図5d、図5eおよび図5fにおいて、図4a、図4b、図4c、図4d、図4e、図4f、図4g、図4h、図4i、図4jおよび図4kと同じ構造の箇所については、300番台の対応する記号で示してある。
図5a、図5b、図5c、図5d、図5eおよび図5fにおいて、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)301などの絶縁膜上に平面状シリコン層302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302nf、302ng、302nh、302pa、302pb、302pc、302pd、302pe、302pf、302pgおよび302phが形成される。この平面状シリコン層302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302nf、302ng、302nhおよび平面状シリコン層302pa、302pb、302pc、302pd、302pe、302pf、302pg、302phは不純物注入等により、それぞれn+拡散層あるいはp+拡散層が構成される。303は、平面状シリコン層(302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302nf、302ng、302nh、302pa、302pb、302pc、302pd、302pe、302pf、302pgおよび302ph)の表面に形成されるシリサイド層である。
304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bはp型シリコン柱、304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bはn型シリコン柱、305はシリコン柱304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3B、304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bを取り囲むゲート絶縁膜、306はゲート電極、306a、306b、306c、306d、306e、306f、306gおよび306hは、それぞれゲート配線である。ゲート絶縁膜305は、ゲート電極306、ゲート配線306a、306b、306c、306d、306e、306f、306gおよび306hの下にも形成される。
シリコン柱304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bの最上部には、それぞれn+拡散層307AGn0、307AGn0B、307AGn1、307AGn1B、307AGn2、307AGn2B、307AGn3、307AGn3Bが不純物注入等により形成され、シリコン柱304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bの最上部には、それぞれp+拡散層307AGp0、307AGp0B、307AGp1、307AGp1B、307AGp2、307AGp2B、307AGp3、307AGp3Bが不純物注入等により形成される。
308はゲート絶縁膜305を保護するためのシリコン窒化膜である。
309AGn0、309AGn0B、309AGn1、309AGn1B、309AGn2、309AGn2B、309AGn3、309AGn3Bはそれぞれn+拡散層307AGn0、307AGn0B、307AGn1、307AGn1B、307AGn2、307AGn2B、307AGn3、307AGn3Bに接続されるシリサイド層、
309AGp0、309AGp0B、309AGp1、309AGp1B、309AGp2、309AGp2B、3049Gp3、309AGp3Bはそれぞれp+拡散層307AGp0、307AGp0B、307AGp1、307AGp1B、307AGp2、307AGp2B、307AGp3、307AGp3Bに接続されるシリサイド層である。
310AGn0、310AGp0、310AGn0B、310AGp0B、310AGn1、310AGp1、310AGn1B、310AGp1B、310AGn2、310AGp2、310AGn2B、310AGp2B、310AGn3、310AGp3、310AGn3B、310AGp3Bは、それぞれシリサイド層309AGn0、309AGp0、309AGn0B、309AGp0B、309AGn1、309AGp1、309AGn1B、309AGp1B、309AGn2、304AGp2、304An2B、304AGp2B、304AGn3、304AGp3、304AGn3B、304AGp3Bと第1メタル配線層の配線313i、313i、313j、313j、313k、313k、313l、313l、313m、313m、313n、313n、313p、313p、313q、313qを、それぞれ接続するコンタクトである。
311aはゲート配線306aと第1メタル配線層の配線313aを接続するコンタクト、311bはゲート配線306bと第1メタル配線層の配線313bを接続するコンタクト、311cはゲート配線306cと第1メタル配線層の配線313cを接続するコンタクト、311dはゲート配線306dと第1メタル配線層の配線313dを接続するコンタクト、311eはゲート配線306eと第1メタル配線層の配線313eを接続するコンタクト、311fはゲート配線306fと第1メタル配線層の配線313fを接続するコンタクト、311gはゲート配線306gと第1メタル配線層の配線313gを接続するコンタクト、311hはゲート配線306hと第1メタル配線層の配線313hを接続するコンタクトである。
314aは第1メタル配線層の配線313aと第2メタル配線層の配線315aを接続するコンタクト、314bは第1メタル配線層の配線313bと第2メタル配線層の配線315bを接続するコンタクト、314cは第1メタル配線層の配線313cと第2メタル配線層の配線315cを接続するコンタクト、314dは第1メタル配線層の配線313dと第2メタル配線層の配線315dを接続するコンタクト、314eは第1メタル配線層の配線313eと第2メタル配線層の配線315eを接続するコンタクト、314fは第1メタル配線層の配線313fと第2メタル配線層の配線315fを接続するコンタクト、314gは第1メタル配線層の配線313gと第2メタル配線層の配線315gを接続するコンタクト、314hは第1メタル配線層の配線313hと第2メタル配線層の配線315hを接続するコンタクトである。
シリコン柱304AGp0、下部拡散層302na、上部拡散層307AGn0、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn0を構成し、
シリコン柱304AGp0B、下部拡散層302nb、上部拡散層307AGn0B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn0Bを構成し、
シリコン柱304AGp1、下部拡散層302nc、上部拡散層307AGn1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn1を構成し、
シリコン柱304AGp1B、下部拡散層302nd、上部拡散層307AGn1B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn1Bを構成し、
シリコン柱304AGp2、下部拡散層302ne、上部拡散層307AGn2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn2を構成し、
シリコン柱304AGp2B、下部拡散層302nf、上部拡散層307AGn2B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn2Bを構成し、
シリコン柱304AGp3、下部拡散層302ng、上部拡散層307AGn3、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn3を構成し、
シリコン柱304AGp3B、下部拡散層302nh、上部拡散層307AGn3B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn3Bを構成する。
シリコン柱304AGn0、下部拡散層302pa、上部拡散層307AGp0、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp0を構成し、
シリコン柱304AGn0B、下部拡散層302pb、上部拡散層307AGp0B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp0Bを構成し、
シリコン柱304AGn1、下部拡散層302pc、上部拡散層307AGp1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp1を構成し、
シリコン柱304AGn1B、下部拡散層302pd、上部拡散層307AGp1B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp1Bを構成し、
シリコン柱304AGn2、下部拡散層302pe、上部拡散層307AGp2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp2を構成し、
シリコン柱304AGn2B、下部拡散層302pf、上部拡散層307AGp2B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp2Bを構成し、
シリコン柱304AGn3、下部拡散層302pg、上部拡散層307AGp3、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp3を構成し、
シリコン柱304AGn3B、下部拡散層302ph、上部拡散層307AGp3B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp3Bを構成する。
NMOSトランジスタAGn0およびAGn0Bのゲート電極306にはゲート配線306aが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp0およびAGp0Bのゲート電極306にはゲート配線306bが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn1およびAGn1Bのゲート電極306にはゲート配線306cが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp1およびAGp1Bのゲート電極306にはゲート配線306dが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn2およびAGn2Bのゲート電極306にはゲート配線306eが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp2およびAGp2Bのゲート電極306にはゲート配線306fが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn3およびAGn3Bのゲート電極306にはゲート配線306gが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp3およびAGp3Bのゲート電極306にはゲート配線306hが共通に接続される。
NMOSトランジスタAGn0のソースとなる下部拡散層302naとPMOSトランジスタAGp0のドレインとなる下部拡散層302paは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312aを介して第1メタル配線層の配線113B0、すなわちビット線BL0に接続される。また、NMOSトランジスタAGn0のドレインとなる上部拡散層307AGn0は、シリサイド層309AGn0とコンタクト310AGn0を介して第1メタル配線層の配線313iに接続され、第1メタル配線層の配線313iは共通ノードN1となる。さらに、PMOSトランジスタAGp0のソースとなる上部拡散層307AGp0は、シリサイド層309AGp0とコンタクト310AGp0を介して第1メタル配線層の配線313iに接続される。すなわち、ビット線BL0は、NMOSトランジスタAGn0とPMOSトランジスタAGp0により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn0Bのソースとなる下部拡散層302nbとPMOSトランジスタAGp0Bのドレインとなる下部拡散層302pbは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312bを介して第1メタル配線層の配線113B0B、すなわち反転ビット線BL0Bに接続される。また、NMOSトランジスタAGn0Bのドレインとなる上部拡散層307AGn0Bは、シリサイド層309AGn0Bとコンタクト310AGn0Bを介して第1メタル配線層の配線313jに接続され、第1メタル配線層の配線313jは共通ノードN2となる。さらに、PMOSトランジスタAGp0Bのソースとなる上部拡散層307AGp0Bは、シリサイド層309AGp0Bとコンタクト310AGp0Bを介して第1メタル配線層の配線313jに接続される。すなわち、ビット線BL0Bは、NMOSトランジスタAGn0BとPMOSトランジスタAGp0Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn1のソースとなる下部拡散層302ncとPMOSトランジスタAGp1のドレインとなる下部拡散層302pcは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312cを介して第1メタル配線層の配線113B1、すなわちビット線BL1に接続される。また、NMOSトランジスタAGn1のドレインとなる上部拡散層307AGn1は、シリサイド層309AGn1とコンタクト310AGn1を介して第1メタル配線層の配線313kに接続され、第1メタル配線層の配線313kは共通ノードN1となる。さらに、PMOSトランジスタAGp1のソースとなる上部拡散層307AGp1は、シリサイド層309AGp1とコンタクト310AGp1を介して第1メタル配線層の配線313kに接続される。すなわち、ビット線BL1は、NMOSトランジスタAGn1とPMOSトランジスタAGp1により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn1Bのソースとなる下部拡散層302ndとPMOSトランジスタAGp1Bのドレインとなる下部拡散層302pdは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312dを介して第1メタル配線層の配線113B1B、すなわち反転ビット線BL1Bに接続される。また、NMOSトランジスタAGn1Bのドレインとなる上部拡散層307AGn1Bは、シリサイド層309AGn1Bとコンタクト310AGn1Bを介して第1メタル配線層の配線313lに接続され、第1メタル配線層の配線313lは共通ノードN2となる。さらに、PMOSトランジスタAGp1Bのソースとなる上部拡散層307AGp1Bは、シリサイド層309AGp1Bとコンタクト310AGp1Bを介して第1メタル配線層の配線313lに接続される。すなわち、ビット線BL1Bは、NMOSトランジスタAGn1BとPMOSトランジスタAGp1Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn2のソースとなる下部拡散層302neとPMOSトランジスタAGp2のドレインとなる下部拡散層302peは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312eを介して第1メタル配線層の配線113B2、すなわちビット線BL2に接続される。また、NMOSトランジスタAGn2のドレインとなる上部拡散層307AGn2は、シリサイド層309AGn2とコンタクト310AGn2を介して第1メタル配線層の配線313mに接続され、第1メタル配線層の配線313mは共通ノードN1となる。さらに、PMOSトランジスタAGp2のソースとなる上部拡散層307AGp2は、シリサイド層309AGp2とコンタクト310AGp2を介して第1メタル配線層の配線313mに接続される。すなわち、ビット線BL2は、NMOSトランジスタAGn2とPMOSトランジスタAGp2により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn2Bのソースとなる下部拡散層302nfとPMOSトランジスタAGp2Bのドレインとなる下部拡散層302pfは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312fを介して第1メタル配線層の配線113B2B、すなわち反転ビット線BL2Bに接続される。また、NMOSトランジスタAGn2Bのドレインとなる上部拡散層307AGn2Bは、シリサイド層309AGn2Bとコンタクト310AGn2Bを介して第1メタル配線層の配線313nに接続され、第1メタル配線層の配線313nは共通ノードN2となる。さらに、PMOSトランジスタAGp2Bのソースとなる上部拡散層307AGp2Bは、シリサイド層309AGp2Bとコンタクト310AGp2Bを介して第1メタル配線層の配線313nに接続される。すなわち、ビット線BL2Bは、NMOSトランジスタAGn2BとPMOSトランジスタAGp2Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn3のソースとなる下部拡散層302ngとPMOSトランジスタAGp3のドレインとなる下部拡散層302pgは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312gを介して第1メタル配線層の配線113B3、すなわちビット線BL3に接続される。また、NMOSトランジスタAGn3のドレインとなる上部拡散層307AGn3は、シリサイド層309AGn3とコンタクト310AGn3を介して第1メタル配線層の配線313pに接続され、第1メタル配線層の配線313pは共通ノードN1となる。さらに、PMOSトランジスタAGp3のソースとなる上部拡散層307AGp3は、シリサイド層309AGp3とコンタクト310AGp3を介して第1メタル配線層の配線313pに接続される。すなわち、ビット線BL3は、NMOSトランジスタAGn3とPMOSトランジスタAGp3により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn3Bのソースとなる下部拡散層302nhとPMOSトランジスタAGp3Bのドレインとなる下部拡散層302phは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312hを介して第1メタル配線層の配線113B3B、すなわち反転ビット線BL3Bに接続される。また、NMOSトランジスタAGn3Bのドレインとなる上部拡散層307AGn3Bは、シリサイド層309AGn3Bとコンタクト310AGn3Bを介して第1メタル配線層の配線313qに接続され、第1メタル配線層の配線313qは共通ノードN2となる。さらに、PMOSトランジスタAGp3Bのソースとなる上部拡散層307AGp3Bは、シリサイド層309AGp3Bとコンタクト310AGp3Bを介して第1メタル配線層の配線313qに接続される。すなわち、ビット線BL3Bは、NMOSトランジスタAGn3BとPMOSトランジスタAGp3Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
ここで、第1メタル配線層の配線で構成されるビット線BL0、BL0B、BL1、BL1B、BL2、BL2B、BL3、BL3Bは、図5aにおいて縦方向に延在配置される。
列選択信号YAn0を供給する第2メタル配線層の配線315aは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314a、第1メタル配線層の配線313a、コンタクト311aを介してゲート配線306aに接続され、ゲート配線306aはNMOSトランジスタAGn0のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn0Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp0を供給する第2メタル配線層の配線315bは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314b、第1メタル配線層の配線313b、コンタクト311bを介してゲート配線306bに接続され、ゲート配線306bはPMOSトランジスタAGp0のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp0Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn1を供給する第2メタル配線層の配線315cは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314c、第1メタル配線層の配線313c、コンタクト311cを介してゲート配線306cに接続され、ゲート配線306cはNMOSトランジスタAGn1のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn1Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp1を供給する第2メタル配線層の配線315dは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314d、第1メタル配線層の配線313d、コンタクト311dを介してゲート配線306dに接続され、ゲート配線306dはPMOSトランジスタAGp1のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp1Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn2を供給する第2メタル配線層の配線315eは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314e、第1メタル配線層の配線313e、コンタクト311eを介してゲート配線306eに接続され、ゲート配線306eはNMOSトランジスタAGn2のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn2Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp2を供給する第2メタル配線層の配線315fは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314f、第1メタル配線層の配線313f、コンタクト311fを介してゲート配線306fに接続され、ゲート配線306fはPMOSトランジスタAGp2のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp2Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn3を供給する第2メタル配線層の配線315gは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314g、第1メタル配線層の配線313g、コンタクト311gを介してゲート配線306gに接続され、ゲート配線306gはNMOSトランジスタAGn3のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn3Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp3を供給する第2メタル配線層の配線315hは、図5aの横方向に延在し、コンタクト314h、第1メタル配線層の配線313h、コンタクト311hを介してゲート配線306hに接続され、ゲート配線306hはPMOSトランジスタAGp3のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp3Bのゲート電極306に共通に接続される。
なお、図5aから明らかなように、本実施例では、対となる列選択信号YAn0と反転列選択信号YAp0、列選択信号YAn1と反転列選択信号YAp1、列選択信号YAn2と反転列選択信号YAp2、列選択信号YAn3と反転列選択信号YAp3は、それぞれ、第2メタル配線層の配線1本おきに配置されている。この理由は、実施例2と同じく、対を成すNMOSトランジスタAGnkとPMOSトランジスタAGpk(k=0~3)、および対を成すNMOSトランジスタAGnkBとPMOSトランジスタAGpkB(k=0~3)のそれぞれの配置間隔で縦方向の寸法が決まらないように、トランジスタの間隔に余裕を持たせるためである。その結果として、列選択信号および反転列選択信号を供給する列選択線および反転列選択線の縦方向の配置ピッチを最小間隔にできる。
図5bの枠線BL411bで囲んだ領域が本実施例の繰り返し寸法はLx2であり、実施例2と同じである。
本実施例によれば、列選択デコーダに、転送効率の良いコンプリメンタリーMOSスイッチ(CMOSスイッチ)を用い、このCMOSスイッチを構成する対を成すNMOSトランジスタAGnk(k=0~3)のソースである下部拡散層とPMOSトランジスタAGpk(k=0~3)のドレインである下部拡散層をシリサイド層を介して共通接続し、あるいは、対を成すNMOSトランジスタAGnkB(k=0~3)のソースである下部拡散層とPMOSトランジスタAGpkB(k=0~3)のドレインである下部拡散層をシリサイド層を介して共通接続する一方で、トランジスタの上方において縦方向に延在配置されたビット線および反転ビット線と、横方向に延在配置された列選択信号および反転列選択信号を、それぞれ異なる階層で効率良く配置でき、面積が縮小された列選択ゲートデコーダが提供できる。
さらに、第2メタル配線層により構成される、対を成す列選択信号と反転列選択信号を少なくとも1本おきに配置することにより、第2メタル配線層の加工限界である最小ピッチにて配置でき、さらに面積の縮小された列選択ゲートデコーダが提供できる。
(本発明に適用するさらに別の等価回路)
図6に本発明に適用する、さらに別の列選択ゲートデコーダの等価回路420を示す。
等価回路420は、図3の等価回路410と同様に、図14における、ビット線および反転ビット線を有するSRAMの列選択ゲートデコーダに対応する。図6と図3の異なるところは、ビット線と反転ビット線の配置順番を入れ替えたところである。すなわち、ビット線BL0、反転ビット線BL0B、反転ビット線BL1B、ビット線BL1、ビット線BL2、反転ビット線BL2B、反転ビット線BL3B、ビット線BL3が、図の左より順番に配置される。
本実施例のYAnj、YApj(j=0~3)、YBnk、YBpk(k=0~1)は、それぞれ図14における列デコーダ300A、300Bから出力される列選択信号である。
列選択ゲートスイッチとなる第1のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn0は、ソースがビット線BL0に接続され、ゲートに列選択信号YAn0が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp0は、ドレインがビット線BL0に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp0が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第2のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn0Bは、ソースが反転ビット線BL0Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn0が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp0Bは、ドレインが反転ビット線BL0Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp0が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第3のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn1Bは、ソースが反転ビット線BL1Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn1が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp1Bは、ドレインが反転ビット線BL1Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp1が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第4のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn1は、ソースがビット線BL1に接続され、ゲートに列選択信号YAn1が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp1は、ドレインがビット線BL1に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp1が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第5のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn2は、ソースがビット線BL2に接続され、ゲートに列選択信号YAn2が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp2は、ドレインがビット線BL2に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp2が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第6のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn2Bは、ソースが反転ビット線BL2Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn2が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp2Bは、ドレインが反転ビット線BL2Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp2が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第7のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn3Bは、ソースが反転ビット線BL3Bに接続され、ゲートに列選択信号YAn3が入力され、ドレインが共通ノードN2に接続され、PMOSトランジスタAGp3Bは、ドレインが反転ビット線BL3Bに接続され、ゲートに反転列選択信号YAp3が入力され、ソースが共通ノードN2に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第8のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn3は、ソースがビット線BL3に接続され、ゲートに列選択信号YAn3が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp3は、ドレインがビット線BL3に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp3が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第9のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタBGn0は、ソースが共通ノードN1に接続され、ゲートに列選択信号YBn0が入力され、ドレインが共通ノードN3(すなわちデータ線DL)に接続され、PMOSトランジスタBGp0は、ドレインが共通ノードN1に接続され、ゲートに反転列選択信号YBp0が入力され、ソースが共通ノードN3に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第10のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタBGn0Bは、ソースが共通ノードN2に接続され、ゲートに反転列選択信号YBn0Bが入力され、ドレインが共通ノードN4(すなわち反転データ線DLB)に接続され、PMOSトランジスタBGp0Bは、ドレインが共通ノードN2に接続され、ゲートに反転列選択信号YBp0が入力され、ソースが共通ノードN4に接続される
(実施例4)
図7a、図7b、図7c、図7d、図7e、図7f、図7g、図7h、図7i、図7j図7kおよび図7lに、実施例4を示す。等価回路は図6に破線枠で示す、第1段目のデコーダ回路421に対応する。
図7aは、本発明の列選択ゲートデコーダのレイアウト(配置)の平面図、図7bは、図7aにおける下部拡散層およびトランジスタのみを示した平面図、図7cは、図7aにおけるコンタクトおよび第1メタル配線層の配線のみを示した平面図、図7dは、図7aにおけるカットラインA-A’に沿った断面図、図7eは、図7aにおけるカットラインB-B’に沿った断面図、図7fは、図7aにおけるカットラインC-C’に沿った断面図、図7gは、図7aにおけるカットラインD-D’に沿った断面図、図7hは、図7aにおけるカットラインE-E’に沿った断面図、図7iは、図7aにおけるカットラインF-F’に沿った断面図、図7jは、図7aにおけるカットラインG-G’に沿った断面図、図7kは、図7aにおけるカットラインH-H’、図7lは、図7aにおけるカットラインI-I’に沿った断面図を示す。
図7aにおいて、ビット線BL0、反転ビット線BL0B、反転ビット線BL1B、ビット線BL1、ビット線BL2、反転ビット線BL2B、反転ビット線BL3B、ビット線BL3が図の縦方向に、左より順番に、第1メタル配線層の配線により延在配置される。
また、列選択信号YAn0~YAn3、反転列選択信号YAp0~YAp3が第2メタル配線層の配線により図の横方向に、下からYAn0、YAn1、YAp0、YAp1、YAn2、YAn3、YAp2、YAp3の順番に延在配置される。すなわち、YAn0とYAp0、YAn1とYAp1、YAn2とYAp2、YAn3とYAp3の各対を成す列選択信号および反転選択信号は、1つ置きに配置される。
第1メタル配線層の配線により構成されるビット線BL0、反転ビット線BL0B、反転ビット線BL1B、ビット線BL1、ビット線BL2、反転ビット線BL2B、反転ビット線BL3B、ビット線BL3と、第2メタル配線層の配線により構成される列選択信号YAn0~YAn3および反転列選択信号YAp0~YAp3の交差する箇所に、それぞれNMOSトランジスタAGn0~AGn3、AGn0B~AGn3B、PMOSトランジスタAGp0~AGp3およびAGp0B~AGp3Bが配置される。
ここで、本発明の特徴は、CMOSスイッチを構成する列選択ゲートトランジスタであるNMOSトランジスタAGn0のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp0のソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、
NMOSトランジスタAGn0Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAGp0Bのソース領域およびNMOSトランジスタAGn1Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAGp1Bのソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、
NMOSトランジスタAGn1のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp1のソース領域およびNMOSトランジスタAGn2のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp2のソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、
NMOSトランジスタAGn2Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAGp2Bのソース領域おおびNMOSトランジスタAGn3Bのドレイン領域とPMOSトランジスタAG3Bのソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続され、
NMOSトランジスタAGn3のドレイン領域とPMOSトランジスタAGp3のソース領域が下部拡散層およびシリサイド層により共通接続されることである。
このような配置にすることにより、NMOSトランジスタAGn0B、AGn1B、PMOSトランジスタAGp0BおよびAGp1Bの下部拡散層が共通化され、NMOSトランジスタAGn1、AGn2、PMOSトランジスタAGp1およびAGp2の下部拡散層が共通化され、NMOSトランジスタAGn2B、AGn3B、PMOSトランジスタAGp2BおよびAGp3Bの下部拡散層が共通化されることにより、横方向の寸法が縮小できる。
また、CMOSスイッチの対となるNMOSトランジスタAGn0とPMOSトランジスタAGp0はビット線方向に沿って図の上下に配置され、同様に、NMOSトランジスタAGn0BとPMOSトランジスタAGp0Bはビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn1とPMOSトランジスタAGp1はビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn1BとPMOSトランジスタAGp1Bはビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn2とPMOSトランジスタAGp2はビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn2BとPMOSトランジスタAGp2Bはビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn3とPMOSトランジスタAGp3はビット線方向に沿って図の上下に配置され、NMOSトランジスタAGn3BとPMOSトランジスタAGp3Bはビット線方向に沿って図の上下に配置される。
さらに、対となる列選択信号と反転列選択信号を少なくとも1本置きに配置することにより、トランジスタの間隔に余裕を持たせることができるので、第2メタル配線層の配線の最小加工ピッチにて配置が可能となり、図の縦方向の寸法を縮小できる。
また、ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn0と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn0Bは、列選択線YAn0に沿って配置され、ゲート配線を共有する。同様に、ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp0と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp0Bは、列選択線YAp0に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn1と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn1Bは、列選択線YAn1に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp1と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGp1Bは、列選択線YAp1に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn2と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn2Bは、列選択線YAn2に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp2と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp2Bは、列選択線YAp2に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn3と反転ビット線に接続されるNMOSトランジスタAGn3Bは、列選択線YAn3に沿って配置され、ゲート配線を共有する。ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp3と反転ビット線に接続されるPMOSトランジスタAGp3Bは、列選択線YAp3に沿って配置され、ゲート配線を共有する。
このような配置にすることにより、CMOSスイッチを構成するNMOSトラジスタとPMOSトランジスタを効率よく配置でき、列選択線を最小配置でき、面積縮小が達成されることである。
なお、図7a、図7b、図7c、図7d、図7e、図7f、図7g、図7h、図7i、図7j、図7kおよび図7lにおいて、図4a、図4b、図4c、図4d、図4e、図4f、図4g、図4h、図4i、図4jおよび図4kと同じ構造の箇所については、300番台の対応する記号で示してある。
図7a、図7b、図7c、図7d、図7e、図7f、図7g、図7h、図7i、図7j、図7kおよび図7lにおいて、基板上に形成された埋め込み酸化膜層(BOX)301などの絶縁膜上に平面状シリコン層302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302pa、302pb、302pc、302pd、302peおよび302pfが形成される。この平面状シリコン層302na、302nb、302nc、302nd、302neおよび平面状シリコン層302pa、302pb、302pc、302pd、302pe、302pfは不純物注入等により、それぞれn+拡散層あるいはp+拡散層が構成される。303は、平面状シリコン層(302na、302nb、302nc、302nd、302ne、302pa、302pb、302pc、302pd、302peおよび302pf)の表面に形成されるシリサイド層である。
304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bはp型シリコン柱、304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bはn型シリコン柱、305はシリコン柱304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3B、304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bを取り囲むゲート絶縁膜、306はゲート電極、306a、306b、306c、306d、306e、306f、306gおよび306hは、それぞれゲート配線である。ゲート絶縁膜は305は、ゲート電極306、ゲート配線306a、306b、306c、306d、306e、306f、306gおよび306hの下にも形成される。
シリコン柱304AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bの最上部には、それぞれn+拡散層307AGn0、307AGn0B、307AGn1、307AGn1B、307AGn2、307AGn2B、307AGn3、307AGn3Bが不純物注入等により形成され、シリコン柱304AGn0、304AGn0B、304AGn1、304AGn1B、304AGn2、304AGn2B、304AGn3、304AGn3Bの最上部には、それぞれp+拡散層307AGp0、307AGp0B、307AGp1、307AGp1B、307AGp2、307AGp2B、307AGp3、307AGp3Bが不純物注入等により形成される。
308はゲート絶縁膜305を保護するためのシリコン窒化膜である。
309AGn0、309AGn0B、309AGn1、309AGn1B、309AGn2、309AGn2B、309AGn3、309AGn3Bはそれぞれn+拡散層307AGn0、307AGn0B、307AGn1、307AGn1B、307AGn2、307AGn2B、307AGn3、307AGn3Bに接続されるシリサイド層、309AGp0、309AGp0B、309AGp1、309AGp1B、309AGp2、309AGp2B、309AGp3、309AGp3Bはそれぞれp+拡散層307AGp0、307AGp0B、307AGp1、307AGp1B、307AGp2、307AGp2B、307AGp3、307AGp3Bに接続されるシリサイド層である。
310AGn0、3104AGn0B、310AGn1、310AGn1B、310AGn2、310AGn2B、310AGn3、310AGn3B、310AGp0、310AGp0B、310AGp1、310AGp1B、310AGp2、310AGp2B、310AGp3、310AGp3Bは、それぞれシリサイド層309AGn0、309AGn0B、309AGn1、309AGn1B、309AGn2、309AGn2B、309AGn3、309AGn3B、309AGp0、304AGp0B、304AGp1、304AGp1B、304AGp2、304AGp2B、304AGp3、304AGp3Bと第1メタル配線層の配線113B0、113B0B、113B1、113B1B、113B2、113B2B、113B3、113B3B、113B0、113B0B、113B1、113B1B、113B2、113B2B、113B3、113B3Bをそれぞれ接続するコンタクトである。
311aはゲート配線306aと第1メタル配線層の配線313aを接続するコンタクト、311bはゲート配線306bと第1メタル配線層の配線313bを接続するコンタクト、311cはゲート配線306cと第1メタル配線層の配線313cを接続するコンタクト、311dはゲート配線306dと第1メタル配線層の配線313dを接続するコンタクト、311eはゲート配線306eと第1メタル配線層の配線313eを接続するコンタクト、311fはゲート配線306fと第1メタル配線層の配線313fを接続するコンタクト、311gはゲート配線306gと第1メタル配線層の配線313gを接続するコンタクト、311hはゲート配線306hと第1メタル配線層の配線313hを接続するコンタクトである。
314aは第1メタル配線層の配線313aと第2メタル配線層の配線315aを接続するコンタクト、314bは第1メタル配線層の配線313bと第2メタル配線層の配線315bを接続するコンタクト、314cは第1メタル配線層の配線313cと第2メタル配線層の配線315cを接続するコンタクト、314dは第1メタル配線層の配線313dと第2メタル配線層の配線315dを接続するコンタクト、314eは第1メタル配線層の配線313eと第2メタル配線層の配線315eを接続するコンタクト、314fは第1メタル配線層の配線313fと第2メタル配線層の配線315fを接続するコンタクト、314gは第1メタル配線層の配線313gと第2メタル配線層の配線315gを接続するコンタクト、314hは第1メタル配線層の配線313hと第2メタル配線層の配線315hを接続するコンタクトである。
シリコン柱304AGp0、下部拡散層302na、上部拡散層307AGn0、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn0を構成し、
シリコン柱304AGp0B、下部拡散層302nb、上部拡散層307AGn0B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn0Bを構成し、
シリコン柱304AGp1、下部拡散層302nc、上部拡散層307AGn1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn1を構成し、
シリコン柱304AGp1B、下部拡散層302nb、上部拡散層307AGn1B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn1Bを構成し、
シリコン柱304AGp2、下部拡散層302nc、上部拡散層307AGn2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn2を構成し、
シリコン柱304AGp2B、下部拡散層302nd、上部拡散層307AGn2B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn2Bを構成し、
シリコン柱304AGp3、下部拡散層302ne、上部拡散層307AGn3、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn3を構成し、
シリコン柱304AGp3B、下部拡散層302nd、上部拡散層307AGn3B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、NMOSトランジスタAGn3Bを構成する。
シリコン柱304AGn0、下部拡散層302pa、上部拡散層307AGp0、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp0を構成し、
シリコン柱304AGn0B、下部拡散層302pb、上部拡散層307AGp0B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp0Bを構成し、
シリコン柱304AGn1、下部拡散層302pc、上部拡散層307AGp1、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp1を構成し、
シリコン柱304AGn1B、下部拡散層302pb、上部拡散層307AGp1B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp1Bを構成し、
シリコン柱304AGn2、下部拡散層302pd、上部拡散層307AGp2、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp2を構成し、
シリコン柱304AGn2B、下部拡散層302pe、上部拡散層307AGp2B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp2Bを構成し、
シリコン柱304AGn3、下部拡散層302pf、上部拡散層307AGp3、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp3を構成し、
シリコン柱304AGn3B、下部拡散層302pe、上部拡散層307AGp3B、ゲート絶縁膜305、ゲート電極306により、PMOSトランジスタAGp3Bを構成する。
NMOSトランジスタAGn0およびAGn0Bのゲート電極306にはゲート配線306aが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp0およびAGp0Bのゲート電極306にはゲート配線306bが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn1およびAGn1Bのゲート電極306にはゲート配線306cが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp1およびAGp1Bのゲート電極306にはゲート配線306dが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn2およびAGn2Bのゲート電極306にはゲート配線306eが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp2およびAGp2Bのゲート電極306にはゲート配線306fが共通に接続され、NMOSトランジスタAGn3およびAGn3Bのゲート電極306にはゲート配線306gが共通に接続され、PMOSトランジスタAGp3およびAGp3Bのゲート電極306にはゲート配線306hが共通に接続される。
NMOSトランジスタAGn0のドレインとなる下部拡散層302naとPMOSトランジスタAGp0のソースとなる下部拡散層302paは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312aを介して第1メタル配線層の配線313iに接続され、第1メタル配線層の配線313iは共通ノードN1となる。
また、NMOSトランジスタAGn0のソースとなる上部拡散層307AGn0は、シリサイド層309AGn0とコンタクト310AGn0を介して第1メタル配線層の配線113B0に接続され、第1メタル配線層の配線113B0はビット線BL0となる。さらに、PMOSトランジスタAGp0のドレインとなる上部拡散層307AGp0は、シリサイド層309AGp0とコンタクト310AGp0を介して第1メタル配線層の配線113B0に接続される。すなわち、ビット線BL0は、NMOSトランジスタAGn0とPMOSトランジスタAGp0により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn0BとAGn1Bのドレインとなる下部拡散層302nbとPMOSトランジスタAGp0BとAGp1Bのソースとなる下部拡散層302pbは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312bを介して第1メタル配線層の配線313jに接続され、第1メタル配線層の配線313jは共通ノードN2となる。また、NMOSトランジスタAGn0Bのソースとなる上部拡散層307AGn0Bは、シリサイド層309AGn0Bとコンタクト310AGn0Bを介して第1メタル配線層の配線113B0Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B0Bは反転ビット線BL0Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp0Bのドレインとなる上部拡散層307AGp0Bは、シリサイド層309AGp0Bとコンタクト310AGp0Bを介して第1メタル配線層の配線113B0Bに接続される。すなわち、ビット線BL0Bは、NMOSトランジスタAGn0BとPMOSトランジスタAGp0Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
また、NMOSトランジスタAGn1Bのソースとなる上部拡散層307AGn1Bは、シリサイド層309AGn1Bとコンタクト310AGn1Bを介して第1メタル配線層の配線113B1Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B1Bは反転ビット線BL1Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp1Bのドレインとなる上部拡散層307AGp1Bは、シリサイド層309AGp1Bとコンタクト310AGp1Bを介して第1メタル配線層の配線113B1Bに接続される。すなわち、ビット線BL1Bは、NMOSトランジスタAGn1BとPM1SトランジスタAGp0Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn1とAGn2のドレインとなる下部拡散層302ncとPMOSトランジスタAGp1のソースとなる下部拡散層302pcおよびPMOSトランジスタAGp2のソースとなる下部拡散層302pdは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312c(図では3個配置)を介して第1メタル配線層の配線313kに接続され、第1メタル配線層の配線313kは共通ノードN1となる。また、NMOSトランジスタAGn1のソースとなる上部拡散層307AGn1は、シリサイド層309AGn1とコンタクト310AGn1を介して第1メタル配線層の配線113B1に接続され、第1メタル配線層の配線113B1はビット線BL1となる。さらに、PMOSトランジスタAGp1のドレインとなる上部拡散層307AGp1は、シリサイド層309AGp1とコンタクト310AGp1を介して第1メタル配線層の配線113B1に接続される。すなわち、ビット線BL1は、NMOSトランジスタAGn1とPMOSトランジスタAGp1により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
また、NMOSトランジスタAGn2のソースとなる上部拡散層307AGn2は、シリサイド層309AGn2とコンタクト310AGn2を介して第1メタル配線層の配線113B2に接続され、第1メタル配線層の配線113B2はビット線BL2となる。さらに、PMOSトランジスタAGp2のドレインとなる上部拡散層307AGp2は、シリサイド層309AGp2とコンタクト310AGp2を介して第1メタル配線層の配線113B2に接続される。すなわち、ビット線BL2は、NMOSトランジスタAGn2とPMOSトランジスタAGp2により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
NMOSトランジスタAGn2BとAGn3Bのドレインとなる下部拡散層302ndとPMOSトランジスタAGp2BとAGp3Bのソースとなる下部拡散層302peは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312dを介して第1メタル配線層の配線313lに接続され、第1メタル配線層の配線313lは共通ノードN2となる。また、NMOSトランジスタAGn2Bのソースとなる上部拡散層307AGn2Bは、シリサイド層309AGn2Bとコンタクト310AGn2Bを介して第1メタル配線層の配線113B2Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B2Bは反転ビット線BL2Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp2Bのドレインとなる上部拡散層307AGp2Bは、シリサイド層309AGp2Bとコンタクト310AGp2Bを介して第1メタル配線層の配線113B2Bに接続される。すなわち、ビット線BL2Bは、NMOSトランジスタAGn2BとPMOSトランジスタAGp2Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
また、NMOSトランジスタAGn3Bのソースとなる上部拡散層307AGn3Bは、シリサイド層309AGn3Bとコンタクト310AGn3Bを介して第1メタル配線層の配線113B3Bに接続され、第1メタル配線層の配線113B3Bは反転ビット線BL3Bとなる。さらに、PMOSトランジスタAGp3Bのドレインとなる上部拡散層307AGp3Bは、シリサイド層309AGp3Bとコンタクト310AGp3Bを介して第1メタル配線層の配線113B3Bに接続される。すなわち、ビット線BL3Bは、NMOSトランジスタAGn3BとPMOSトランジスタAGp3Bにより構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN2に接続される。
NMOSトランジスタAGn3のドレインとなる下部拡散層302neとPMOSトランジスタAGp3のソースとなる下部拡散層302pfは、シリサイド層303を介して共通接続され、コンタクト312eを介して第1メタル配線層の配線313mに接続され、第1メタル配線層の配線313mは共通ノードN1となる。
また、NMOSトランジスタAGn3のソースとなる上部拡散層307AGn3は、シリサイド層309AGn3とコンタクト310AGn3を介して第1メタル配線層の配線113B3に接続され、第1メタル配線層の配線113B3はビット線BL3となる。さらに、PMOSトランジスタAGp3のドレインとなる上部拡散層307AGp3は、シリサイド層309AGp3とコンタクト310AGp3を介して第1メタル配線層の配線113B3に接続される。すなわち、ビット線BL3は、NMOSトランジスタAGn3とPMOSトランジスタAGp3により構成されるCMOSスイッチを介して、共通ノードN1に接続される。
ここで、第1メタル配線層の配線で構成されるビット線BL0、BL0B、BL1B、BL1、BL2、BL2B、BL3B、BL3は、図7aにおいて縦方向に延在配置される。
列選択信号YAn0を供給する第2メタル配線層の配線315aは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314a、第1メタル配線層の配線313a、コンタクト311aを介してゲート配線306aに接続され、ゲート配線306aはNMOSトランジスタAGn0のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn0Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp0を供給する第2メタル配線層の配線315bは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314b、第1メタル配線層の配線313b、コンタクト311bを介してゲート配線306bに接続され、ゲート配線306bはPMOSトランジスタAGp0のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp0Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn1を供給する第2メタル配線層の配線315cは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314c、第1メタル配線層の配線313c、コンタクト311cを介してゲート配線306cに接続され、ゲート配線306cはNMOSトランジスタAGn1のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn1Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp1を供給する第2メタル配線層の配線315dは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314d、第1メタル配線層の配線313d、コンタクト311dを介してゲート配線306dに接続され、ゲート配線306dはPMOSトランジスタAGp1のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp1Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn2を供給する第2メタル配線層の配線315eは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314e、第1メタル配線層の配線313e、コンタクト311eを介してゲート配線306eに接続され、ゲート配線306eはNMOSトランジスタAGn2のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn2Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp2を供給する第2メタル配線層の配線315fは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314f、第1メタル配線層の配線313f、コンタクト311fを介してゲート配線306fに接続され、ゲート配線306fはPMOSトランジスタAGp2のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp2Bのゲート電極306に共通に接続される。
列選択信号YAn3を供給する第2メタル配線層の配線315gは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314g、第1メタル配線層の配線313g、コンタクト311gを介してゲート配線306gに接続され、ゲート配線306gはNMOSトランジスタAGn3のゲート電極306とNMOSトランジスタAGn3Bのゲート電極306に共通に接続される。
反転列選択信号YAp3を供給する第2メタル配線層の配線315hは、図7aの横方向に延在し、コンタクト314h、第1メタル配線層の配線313h、コンタクト311hを介してゲート配線306hに接続され、ゲート配線306hはPMOSトランジスタAGp3のゲート電極306とPMOSトランジスタAGp3Bのゲート電極306に共通に接続される。
なお、図7aから明らかなように、本実施例では、対となる列選択信号YAn0と反転列選択信号YAp0、列選択信号YAn1と反転列選択信号YAp1、列選択信号YAn2と反転列選択信号YAp2、列選択信号YAn3と反転列選択信号YAp3は、それぞれ、第2メタル配線層の配線1本おきに配置されている。この理由は、対を成すNMOSトランジスタAGnkとPMOSトランジスタAGpk(k=0~3)、および対を成すNMOSトランジスタAGnkBとPMOSトランジスタAGpkB(k=0~3)のそれぞれの配置間隔で縦方向の寸法が決まらないように、トランジスタの間隔に余裕を持たせるためである。その結果として、列選択信号および反転列選択信号を供給する列選択線および反転列選択線の縦方向の配置ピッチを最小間隔にできる。
図7bの枠線BL421で囲んだ領域が本実施例の繰り返し寸法はLx3であり、図面には、隣接する図面の一部(BL4を構成するトランジスタ配置))が示されている。
本実施例によれば、コンプリメンタリーMOSスイッチを用い、ビット線および反転ビット線を有する列選択デコーダにおいて、ビット線とビット線、あるいは反転ビット線と反転ビット線同士を隣接するように配置することで、このCMOSスイッチを構成する対を成すNMOSトランジスタAGnk(k=0~3)のドレインである下部拡散層とPMOSトランジスタAGpk(k=0~3)のソースである下部拡散層をシリサイド層を介して共通接続する、あるいは、対を成すNMOSトランジスタAGnkB(k=0~3)のドレインである下部拡散層とPMOSトランジスタAGpkB(k=0~3)のソースである下部拡散層をシリサイド層を介して共通接続する一方で、トランジスタの上方において縦方向に延在配置されたビット線および反転ビット線と、横方向に延在配置された列選択信号および反転列選択信号を、それぞれ異なる階層で効率良く配置でき、面積が縮小された列選択ゲートデコーダが提供できる。
さらに、第2メタル配線層に構成される、対を成す列選択信号と反転列選択信号を少なくとも1本おきに配置することにより、第2メタル配線層の加工限界である最小ピッチにて配置でき、さらに面積の縮小された列選択ゲートデコーダが提供できる。
なお、図7aの横方向の寸法Lx3が、この基本ブロック(レイアウト)の繰り返し寸法となる。
(本発明に適用する別の等価回路)
図8に本発明に適用する別の列選択ゲートデコーダの等価回路430を示す。
等価回路430は、図13における、ビット線および反転ビット線を有するSRAMの列選択ゲートデコーダに対応する。図8は、図1の等価回路と構成が似ている。図8が図1と異なるところは、図1は、ビット線BL0~BL7を有し、反転ビット線を用いない等価回路であるのに対して、図8は、ビット線BL0~BL3および、反転ビット線BL0B~BL3Bを有し、且つ、反転ビット線BL0B~BL3Bは、図1のビット線BL4~BL7をそのまま置き換えたものである。このように構成、配置することで、ビット線および反転ビット線の配線間隔が最小にでき、面積の縮小された列選択ゲートデコーダが実現できる。
列選択ゲートスイッチとなる第1のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn0は、ソースがビット線BL0に接続され、ゲートに列選択信号YAn0が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp0は、ドレインがビット線BL0に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp0が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第2のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn1は、ソースがビット線BL1に接続され、ゲートに列選択信号YAn1が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp1は、ドレインがビット線BL1に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp1が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第3のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn2は、ソースがビット線BL2に接続され、ゲートに列選択信号YAn2が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp2は、ドレインがビット線BL2に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp2が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
列選択ゲートスイッチとなる第4のCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタAGn3は、ソースがビット線BL3に接続され、ゲートに列選択信号YAn3が入力され、ドレインが共通ノードN1に接続され、PMOSトランジスタAGp3は、ドレインがビット線BL3に接続され、ゲートに反転列選択信号YAp3が入力され、ソースが共通ノードN1に接続される。
また、列選択ゲートスイッチとなるCMOSスイッチを構成するNMOSトランジスタBG0は、ソースが共通ノードN1に接続され、ゲートに列選択信号YBn0が入力され、ドレインが共通ノードN3(すなわちデータ線DL)に接続され、PMOSトランジスタBGp0は、ドレインが共通ノードN1に接続され、ゲートに反転列選択信号YBp0が入力され、ソースが共通ノードN3に接続される。
同様に、NMOSトランジスタAGn0B、AGn1B、AGn2B、AGn3Bは、それぞれビット線BL0B、BL1B、BL2B、BL3Bと共通ノードN2の間に設置され、ゲートには、それぞれ列選択信号YAn0、YAn1、YAn2、YAn3が入力される。
また、PMOSトランジスタAGp0B、AGp1B、AGp2B、AGp3Bは、それぞれビット線BL0B、BL1B、BL2B、BL3Bと共通ノードN2の間に設置され、ゲートには、それぞれ反転列選択信号YAp0、YAp1、YAp2、YAp3が入力される。
また、NMOSトランジスタBG0Bは共通ノードN2と共通ノードN4(すなわち反転データ線DLB)との間に設置され、ゲートには列選択信号YBn0が接続される。
PMOSトランジスタBGp0Bは共通ノードN2と共通ノードN4との間に設置され、ゲートには反転列選択信号YBp0が接続される。
(実施例5)
図8の等価回路を適用した実施例として、図9a、図9bに実施例4を示す。図9aは、本発明の列選択ゲートデコーダのレイアウト(配置)の平面図、図9bは、図9aにおけるコンタクトおよび第1メタル配線層の配線のみを示した平面図である。断面構造は、実施例1(図2)と符号を除いて同等なので、省略する。
図2と図9で異なるところは、図2のビット線BL4、BL5、BL6およびBL7が、図9では、反転ビット線BL0B、BL1B、BL2BおよびBL3Bにそれぞれ置き換えられ、NMOSトランジスタAGn4、AGn5、AGn6、AGn7およびBGn1が、NMOSトランジスタAGn0B、AGn1B、AGn2B、AGn3BおよびBGn0Bにそれぞれ置き換えられ、PMOSトランジスタAGp4、AGp5、AGp6、AGp7およびBGp1が、AGp0B、AGp1B、AGp2B、AGp3BおよびAGp0Bにそれぞれ置き換えられ、列選択信号YAn1、YAp1がそれぞれYAn0B、YAp0Bに置き換えられたことである。
このような置き換えをすることで、本実施例は、実施例1と同等の面積で、ビット線と反転ビット線を有するCMOSスイッチを備えた列選択ゲートデコーダが実現できる。
なお、通常、SRAMのような、ビット線と反転ビット線を有するメモリは、ビット線および反転ビット線が隣接する対の信号によりメモリアレイより出力される。本実施例では、ビット線と反転ビット線は、それぞれ複数の束の配線となり、この場合には、図示しない領域にて、配線の入れ替えを行うようにすれば良い。配線の入れ替えに多少の面積増が生じるが、本実施例によるデコーダの面積削減のほうが効果が大きい。
なお、上記の実施例では、ビット線に第1メタル配線層を用いているが、これは、実施例のCMOSスイッチであるNMOSトランジスタあるいはPMOSトランジスタに接続するときに第1メタル配線層であれば良く、メモリセルアレイ内ではビット線に第2メタル配線層を用いて、本デコーダに接続するときに、第1メタル配線層に置き換えることは、本発明の技術的範囲に属する。
また、上記の実施例では、SGT構造のトランジスタの大きさが、第1メタル配線層の配線あるいは第2メタル配線層の配線の最小加工寸法より大きい場合について考察しており、SGT構造のトランジスタの間隔で面積が決まるため、対となる列選択線および反転列選択線を1つおきに配置した。メタル配線層の抵抗を小さくするために、第1メタル配線層による配線の幅あるいは、第2メタル配線層による配線の幅をSGTトランジスタの寸法よりも大きくして、メタル配線層の間隔で面積が決まる場合には、この限りではない。この場合にも、本発明の技術的範囲に属する。
本実施例のデコーダは、ビット線および反転ビット線として第1メタル配線層による配線、列選択線および反転列選択線として、第1メタル配線層の上層に配置される第2メタル配線層を用いているが、入れ替えて、列選択線および反転列選択線を第1メタル配線層に、ビット線および反転ビット線を第2メタル配線層による配線とすることも可能である。ただし、図2aにおいて、ビット線に第2メタル配線層による配線を用いると、各トランジスタの上層部のソースあるいはドレイン拡散領域にコンタクトを取るために、第1メタル配線層による配線をコンタクト部に配置する必要があるので、横方向に延在配置される第1メタル配線層による列選択線および反転列選択線は、このトランジスタの上層部の第1メタル配線層を避けて配置する必要があり、第1メタル配線層による配線を最小ピッチにて配置することは困難となり、面積としては大きくなる欠点がある。このような、配置の入れ替えも、本発明の技術的範囲に属する。
なお、実施例は全て、BOX構造を採用して説明したが、通常のCMOS構造でも本実施例を容易に実現でき、BOX構造に限定するものではない。
また、実施例のメモリはマスクROMを用いて説明したが、ブラッシュメモリのように、1トランジスタでメモリが構成でき、ビット線のメタル配線間隔が最小間隔で決まるような,微細化されたメモリには、本発明が適応できる。なお、フラッシュメモリのように高電圧を必要とする場合には、デコーダを構成するトランジスタは、酸化膜を厚くする等、高耐圧用のトランジスタを用いても良い。
また、ビット線および反転ビット線を有する代表的なメモリとして、6トランジスタ構成であるSRAMを用いて説明したが、SRAMに限定するわけではなく、ビット線と反転ビット線を有する他のメモリに対しても、対応できる。
さらに、本実施例では、複数のビット線を列選択信号により1つのビット線を選択する、列選択ゲートデコーダについて説明したが、この考えは、ビット線でなく、複数の入力信号あるいは出力信号を選択的に転送するトランスファー回路のデコーダにも応用できる。 
本実施例の説明では、便宜上、PMOSトランジスタのシリコン柱はn型シリコン、NMOSシリコン柱はp型シリコン層と定義したが、微細化されたプロセスでは、不純物注入による濃度の制御が困難となるため、PMOSトランジスタもNMOSトランジスタも、シリコン柱は不純物注入を行わない、いわゆる中性(イントリンジック:Intrinsic)な半導体を用い、チャネルの制御、すなわちPMOS、NMOSの閾値は、金属ゲート材固有のワークファンクション(Work Functin)の差を利用する場合もある。
また、本実施例では、下部拡散層あるいは上部拡散層をシリサイド層で覆うようにしたが、低抵抗にするためにシリサイドを採用したものであり、他の低抵抗な材料でもかまわない。金属化合物の総称としてシリサイドと定義をしている。
本発明の本質は、メモリセルを構成する選択トランジスタのソースあるいはドレインを、下部拡散層を介して共通に接続する一方で、トランジスタの上方においてビット線と列選択信号とをそれぞれ異なる階層で配置することにより、面積の縮小された列選択ゲートデコーダを提供できる。本発明の配置方法に従った場合において、ゲート配線の配線方法、配線位置、メタル配線の配線方法及び配線位置等は本実施例の図面に示したもの以外のものも、本発明の技術的範囲に属するものである。
BL0、BL1、BL2、BL3、BL4、BL5、BL6、BL7:ビット線
BL0B、BL1B、BL2B、BL3B:反転ビット線
YAn0、YAn1、YAn2、YAn3、YBn0、YBn1:列選択信号
YAp0、YAp1、YAp2、YAp3、YBp0、YBp1:反転列選択信号
AGn0、AGn1、AGn2、AGn3、AGn4、AGn5、AGn6、AGn7、BGn0、BGn1、AGn0B、AGn1B、AGn2B、AGn3B:NMOSトランジスタ
AGp0、AGp1、AGp2、AGp3、AGp4、AGp5、AGp6、AGp7、BGp0、BGp1、AGp0B、AGp1B、AGp2B、AGp3B:PMOSトランジスタ
DL:データ線
DLB:反転データ線
201、301:埋め込み酸化膜層
202n、202p、302n、302p::平面状シリコン層
203、303:シリサイド層
204AGp、204BGp、304AGp、304BGp:p型シリコン柱
204AGn、204BGn、304AGn、304BGn:n型シリコン柱
205、305:ゲート絶縁膜
206、306:ゲート電極
206a、206b、206c、206d、206e、206f、206g、206h、306a、306b、306c、306d、306e、306f、306g、306h:ゲート配線
207AGn、207BGn、307AGn、307GBn:n+拡散層
207AGp、207BGp、307AGp、307GBp:p+拡散層
208:シリコン窒化膜
209AGn、209BGn、309AGn、309BGn、209AGp、209BGp、309AGp、309BGp:シリサイド層
210AGn、210BGn、210AGp、210BGp、310AGn、310BGn、310AGp、310BGp:コンタクト
211、311:コンタクト
312:コンタクト
213、313:第1メタル配線層の配線
214、314:コンタクト
215、315:第2メタル配線層の配線

Claims (19)

  1. ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
    前記各トランジスタは、
    シリコン柱と、
    前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
    前記絶縁体を囲むゲートと、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
    前記デコーダ回路は、少なくとも、
    複数の入力あるいは出力信号と、
    複数の選択信号と、
    前記複数の選択信号と対を成す複数の反転選択信号と、
    1つのNチャネルMOSトランジスタと1つのPチャネルMOSトランジスタにより構成されるコンプリメンタリーMOSスイッチを複数備え、
    前記NチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記PチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの各入力端子となり、
    前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの各出力端子となり、
    前記NチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の選択信号のいずれか1つが入力され、
    前記PチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の選択信号の反転選択信号のいずれか1つが入力され、
    前記複数の入力あるいは出力信号のいずれか1つが、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの前記各入力端子に入力され、
    前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの各出力となる前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする半導体装置。
  2. 前記複数の入力あるいは出力信号のいずれか1つが入力され、前記複数の選択信号および対を成す前記複数の反転選択信号のいずれか1つが入力された複数の前記コンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる、前記各NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域は、少なくとも2組以上の前記コンプリメンタリーMOSスイッチにおいて、シリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記複数の入力を供給する入力線あるいは前記出力を供給する出力線と、
    前記複数の選択信号を供給する複数の選択信号線および前記複数の選択信号と対を成す複数の反転選択信号を供給する反転選択信号線は、直交するように配置されることを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載の半導体装置。
  4. 前記複数の入力線あるいは前記複数の出力線と前記複数の選択信号線および対を成す前記複数の反転選択信号線は直交するように配置されるとともに、
    対を成す前記選択信号線および前記反転選択信号線は、隣接しないことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の半導体装置。
  5. 前記複数の入力信号線あるいは出力信号線はビット線であり、
    前記選択信号線は列選択線であり、
    前記反転選択信号線は反転列選択線であり、
    前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチは、列選択ゲートスイッチであることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置。
  6. 前記ビット線、前記列選択線及び前記反転列選択線は、前記複数のトランジスタより上の階層に配置され、
    前記ビット線は列方向に延在配置され、
    前記列選択線および前記反転列選択線は、前記ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、前記コンプリメンタリーMOSスイッチを構成する1対の前記NチャネルMOSトランジスタと前記PチャネルMOSトランジスタは前記ビット線に沿って列方向に配置されたことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
  7. ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
    前記各トランジスタは、
    シリコン柱と、
    前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
    前記絶縁体を囲むゲートと、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
    前記デコーダ回路は、少なくとも、
    第1のビット線と、
    第2のビット線と、
    第1の列選択信号と
    第2の列選択信号と、
    前記第1の列選択信号と対を成す第1の反転列選択信号と、
    前記第2の列選択信号と対を成す第2の反転列選択信号と、
    第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第1のNチャネルMOSトランジスタと第1のPチャネルMOSトランジスタと、
    第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第2のNチャネルMOSトランジスタと第2のPチャネルMOSトランジスタを備え、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となり、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となり、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となり、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となり、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択信号が入力され、
    前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選択信号が入力され、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択信号が入力され、
    前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択信号が入力され、
    前記第1のビット線が前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子に接続され、
    前記第2のビット線が前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子に接続され、
    前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域と、
    前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置され、シリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする半導体装置。
  8. 前記第1のビット線と第2のビット線は列方向に下方より延在配置され、
    前記第1の列選択信号を供給する第1の列選択線および前記第1の反転列選択信号を供給する第1の反転列選択線と、前記第2の列選択信号を供給する第2の列選択線および前記第2の反転列選択信号を供給する第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、前記第2のビット線とは異なる階層で行方向に配置されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
  9. 前記第1のビット線と第2のビット線は列方向に延在配置され、
    前記第1の列選択線および前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、第2のビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
    前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、あるいは前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタは、それぞれ、前記第1のビット線あるいは前記第2のビット線に沿って列方向に配置されたことを特徴とする請求項7あるいは請求項8に記載の半導体装置。
  10. 前記第1のビット線と第2のビット線は列方向に延在配置され、
    前記第1の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の列選択線および前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、第2のビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタ、前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、前記第2のNチャネルMOSトランジスタおよび前記第2のPチャネルMOSトランジスタは、前記第1のビット線あるいはその延長線上に沿って列方向に1列に配置されたことを特徴とする請求項7あるいは請求項8に記載の半導体装置。
  11. ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
    前記各トランジスタは、
    シリコン柱と、
    前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
    前記絶縁体を囲むゲートと、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
    前記デコーダ回路は、少なくとも、
    複数のビット線と、
    複数のビット線と対を成す複数の反転ビット線と、
    複数の列選択線と、
    前記複数の列選択線と対を成す反転列選択線と、
    1つのNチャネルMOSトランジスタと1つのPチャネルMOSトランジスタにより構成されるコンプリメンタリーMOSスイッチを複数備え、
    前記NチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記PチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記コンプリメンタリーMOSスイッチの入力端子となり、
    前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記コンプリメンタリーMOSスイッチの出力端子となり、
    前記NチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の列選択線のいずれか1つが接続され、
    前記PチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記複数の反転列選択線のいずれか1つが接続され、
    前記複数のビット線および複数の反転ビット線のそれぞれが、前記複数のコンプリメンタリーMOSスイッチの入力端子に入力され、
    前記コンプリメンタリーMOSスイッチの出力となる前記NチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記PチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置され、シリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする半導体装置。
  12. 前記複数のビット線と複数の反転ビット線は列方向に延在配置され、
    前記複数の列選択線および前記複数の反転列選択線は、前記複数のビット線と複数の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置されることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
  13. 前記複数のビット線は少なくとも第1のビット線と第1の反転ビット線を備え、
    前記複数の列選択線は少なくとも第1の列選択線と第2の列選択線を備え、
    前記複数の反転列選択線は、少なくとも第1の反転列選択線と第2の反転列選択線を備え、
    前記第1のビット線と第1の反転ビット線は列方向に延在配置され、
    前記第1の列選択線および対を成す前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および対を成す前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、第1の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
    前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
    前記1対のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、あるいは前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタは、前記第1のビット線あるいは前記第1の反転ビット線に沿って列方向に配置されたことを特徴とする請求項11あるいは請求項12に記載の半導体装置。
  14. ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
    前記各トランジスタは、
    シリコン柱と、
    前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
    前記絶縁体を囲むゲートと、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
    前記デコーダ回路は、少なくとも、
    第1のビット線と、
    第1の反転ビット線と、
    第2のビット線と、
    第2の反転ビット線と
    第1の列選択線と、
    前記第1の列選択線と対を成す第1の反転列選択線と、
    第2の列選択線と、
    前記第2の列選択線と対を成す第2の反転列選択線と、
    第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第1のNチャネルMOSトランジスタと第1のPチャネルMOSトランジスタと、
    第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第2のNチャネルMOSトランジスタと第2のPチャネルMOSトランジスタと、
    第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第3のNチャネルMOSトランジスタと第3のPチャネルMOSトランジスタと、
    第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第4のNチャネルMOSトランジスタと第4のPチャネルMOSトランジスタを備え、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となり、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となり、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となり、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となり、
    前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子となり、
    前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となり、
    前記第4のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子となり、
    前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となり、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
    前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選線が接続され、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
    前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選択線が接続され、
    前記第3のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
    前記第3のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
    前記第4のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
    前記第4のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
    前記第1のビット線が前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子に接続され、
    前記第1の反転ビット線が前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子に接続され、
    前記第2のビット線が前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子に接続され、
    前記第2の反転ビット線が前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子に接続され
    前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となる、前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
    前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となる、前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
    前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となる、前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
    前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となる、前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする半導体装置。
  15. 前記第1のビット線、第1の反転ビット線、第2のビット線および第2の反転ビット線は列方向に延在配置され、
    前記第1の列選択線および対を成す前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および対を成す前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
    前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
    前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタ、第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第3のNチャネルMOSトランジスタと前記第3のPチャネルMOSトランジスタおよび第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第4のNチャネルMOSトランジスタと前記第4のPチャネルMOSトランジスタは、それぞれ前記第1のビット線および前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線に沿って列方向に配置されたことを特徴とする請求項14に記載の半導体装置。
  16. 前記第1のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2の反転ビット線、前記第2のビット線の順番に列方向に配置され、
    前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチ、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチ、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチ、第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの順番に配置され、
    前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となる前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となる前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域おおび前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする請求項14あるいは請求項15に記載の半導体装置。
  17. 前記第1のビット線、前記第2のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2の反転ビット線の順番に列方向に配置され、
    前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となる前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域、前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となる前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域および前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続され、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となる前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域、前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となる前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域および前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置されたシリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする請求項14~請求項16のいずれか1項に記載の半導体装置。
  18. ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される複数のトランジスタを、基板上に配列することによりデコーダ回路を構成する半導体装置であって、
    前記各トランジスタは、
    シリコン柱と、
    前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
    前記絶縁体を囲むゲートと、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるソース領域と、
    前記シリコン柱の上部または下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
    前記デコーダ回路は、少なくとも、
    第1のビット線と、
    第1の反転ビット線と、
    第2のビット線と、
    第2の反転ビット線と
    第1の列選択線と、
    前記第1の列選択線と対を成す第1の反転列選択線と、
    第2の列選択線と、
    前記第2の列選択線と対を成す第2の反転列選択線と、
    第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第1のNチャネルMOSトランジスタと第1のPチャネルMOSトランジスタと、
    第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第2のNチャネルMOSトランジスタと第2のPチャネルMOSトランジスタと、
    第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第3のNチャネルMOSトランジスタと第3のPチャネルMOSトランジスタと、
    第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する第4のNチャネルMOSトランジスタと第4のPチャネルMOSトランジスタを備え、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となり、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第2の端子となり、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となり、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第4の端子となり、
    前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子となり、
    前記第3のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第6の端子となり、
    前記第4のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子となり、
    前記第4のNチャネルMOSトランジスタのドレイン領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのソース領域が共通接続されて、前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第8の端子となり、
    前記第1のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
    前記第1のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選線が接続され、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の列選択線が接続され、
    前記第2のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第1の反転列選択線が接続され、
    前記第3のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
    前記第3のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
    前記第4のNチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の列選択線が接続され、
    前記第4のPチャネルMOSトランジスタのゲート電極には、前記第2の反転列選択線が接続され、
    前記第1のビット線が前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子に接続され、
    前記第1の反転ビット線が前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子に接続され、
    前記第2のビット線が前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子に接続され、
    前記第2の反転ビット線が前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子に接続され
    前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチの第1の端子となる、前記第1のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第1のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
    前記第2のコンプリメンタリーMOSスイッチの第3の端子となる、前記第2のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第2のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
    前記第3のコンプリメンタリーMOSスイッチの第5の端子となる、前記第3のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第3のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続され、
    前記第4のコンプリメンタリーMOSスイッチの第7の端子となる、前記第4のNチャネルMOSトランジスタのソース領域と前記第4のPチャネルMOSトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されて、シリサイド層を介して共通接続されたことを特徴とする半導体装置。
  19. 前記第1のビット線、第1の反転ビット線、第2のビット線および第2の反転ビット線は列方向に延在配置され、
    前記第1の列選択線および対を成す前記第1の反転列選択線と、前記第2の列選択線および対を成す前記第2の反転列選択線は、前記第1のビット線、前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線とは異なる階層で行方向に配置され、
    前記第1の列選択線、前記第2の列選択線、前記第1の反転列選択線、前記第2の反転列選択線の順番に配置され、
    前記第1のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第1のNチャネルMOSトランジスタと前記第1のPチャネルMOSトランジスタ、第2のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第2のNチャネルMOSトランジスタと前記第2のPチャネルMOSトランジスタ、第3のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第3のNチャネルMOSトランジスタと前記第3のPチャネルMOSトランジスタおよび第4のコンプリメンタリーMOSスイッチを構成する前記第4のNチャネルMOSトランジスタと前記第4のPチャネルMOSトランジスタは、それぞれ前記第1のビット線および前記第1の反転ビット線、前記第2のビット線および前記第2の反転ビット線に沿って列方向に配置されたことを特徴とする請求項18に記載の半導体装置。
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