Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6965222B2 - Semiconductor device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6965222B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP6965222B2
JP6965222B2 JP2018173109A JP2018173109A JP6965222B2 JP 6965222 B2 JP6965222 B2 JP 6965222B2 JP 2018173109 A JP2018173109 A JP 2018173109A JP 2018173109 A JP2018173109 A JP 2018173109A JP 6965222 B2 JP6965222 B2 JP 6965222B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
layer
semiconductor layer
multilayer wiring
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018173109A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020047667A (en
Inventor
和幸 東
昌平 香西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2018173109A priority Critical patent/JP6965222B2/en
Priority to CN201910128015.9A priority patent/CN110911401B/en
Publication of JP2020047667A publication Critical patent/JP2020047667A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6965222B2 publication Critical patent/JP6965222B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D84/00Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers
    • H10D84/80Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs
    • H10D84/82Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components
    • H10D84/83Integrated devices formed in or on semiconductor substrates that comprise only semiconducting layers, e.g. on Si wafers or on GaAs-on-Si wafers characterised by the integration of at least one component covered by groups H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integration of IGFETs of only field-effect components of only insulated-gate FETs [IGFET]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1472Deflecting along given lines
    • H01J37/1474Scanning means
    • H01J37/1477Scanning means electrostatic
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/20Interconnections within wafers or substrates, e.g. through-silicon vias [TSV]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/40Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
    • H10W20/41Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their conductive parts
    • H10W20/435Cross-sectional shapes or dispositions of interconnections

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

本発明の実施形態は、半導体装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to semiconductor devices.

マルチビーム方式の電子ビーム描画装置では、複数の電子ビームを試料に同時に照射する。複数の電子ビームの試料への照射と非照射を個別に制御するために、ブランキングアパーチャアレイ(BAA)が用いられる。BAAの半導体層には、複数の電子線ビームを通過させるための貫通孔が複数設けられる。各々の貫通孔が1対の電極を有し、電極間に発生する電界により各々の電子ビームを独立して偏向する。 In a multi-beam type electron beam drawing apparatus, a plurality of electron beams are simultaneously irradiated to a sample. A blanking aperture array (BAA) is used to individually control the irradiation and non-irradiation of a plurality of electron beams to a sample. The semiconductor layer of BAA is provided with a plurality of through holes for passing a plurality of electron beam beams. Each through hole has a pair of electrodes, and the electric field generated between the electrodes deflects each electron beam independently.

例えば、電子ビームの本数が増加すると、貫通孔の配置ピッチを短くすることが要求される。しかし、貫通孔の配置ピッチが短くなると、隣り合う貫通孔の電極によって発生する電界の影響で電子ビームの偏向精度が低くなる。 For example, as the number of electron beams increases, it is required to shorten the arrangement pitch of the through holes. However, when the arrangement pitch of the through holes is shortened, the deflection accuracy of the electron beam is lowered due to the influence of the electric field generated by the electrodes of the through holes adjacent to each other.

特開2012−79475号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-79475

本発明が解決しようとする課題は、電子ビームの偏向精度を向上させる半導体装置を提供することにある。 An object to be solved by the present invention is to provide a semiconductor device for improving the deflection accuracy of an electron beam.

本発明の一態様の半導体装置は、電位が固定された第1の基板領域を有する第1の半導体層と、電位が固定された第2の基板領域を有する第2の半導体層と、前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間に設けられ、前記第1の半導体層から前記第2の半導体層に向かう第1の方向に積層された複数の第1の導電層を有する第1の多層配線層と、前記第1の多層配線層と前記第2の半導体層との間に設けられ、前記第1の方向に積層された複数の第2の導電層を有する第2の多層配線層と、前記第1の半導体層の中の第1の不純物領域とを有する第1のトランジスタと、前記第2の半導体層の中の第2の不純物領域と、を有する第2のトランジスタと、前記第1の半導体層、前記第1の多層配線層、前記第2の多層配線層、及び、前記第2の半導体層を貫通する第1の孔と、前記第1の半導体層、前記第1の多層配線層、前記第2の多層配線層、及び、前記第2の半導体層を貫通する第2の孔と、前記第1の多層配線層の中に設けられた第1の電極と、前記第1の多層配線層の中に設けられ、前記第1の孔を間に挟んで前記第1の電極に対向する第2の電極と、を備える。 The semiconductor device of one aspect of the present invention includes a first semiconductor layer having a first substrate region in which the potential is fixed, a second semiconductor layer having a second substrate region in which the potential is fixed, and the above-mentioned first. It has a plurality of first conductive layers provided between the semiconductor layer 1 and the second semiconductor layer and laminated in a first direction from the first semiconductor layer toward the second semiconductor layer. A second layer provided between the first multilayer wiring layer, the first multilayer wiring layer, and the second semiconductor layer, and having a plurality of second conductive layers laminated in the first direction. A second transistor having a multilayer wiring layer, a first impurity region in the first semiconductor layer, and a second impurity region in the second semiconductor layer. The first semiconductor layer, the first multilayer wiring layer, the second multilayer wiring layer, the first hole penetrating the second semiconductor layer, and the first semiconductor layer, said. A first multilayer wiring layer, a second multilayer wiring layer, a second hole penetrating the second semiconductor layer, and a first electrode provided in the first multilayer wiring layer. A second electrode, which is provided in the first multilayer wiring layer and faces the first electrode with the first hole in between.

第1の実施形態の半導体装置の模式図。The schematic diagram of the semiconductor device of 1st Embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の一部の拡大模式断面図。An enlarged schematic cross-sectional view of a part of the semiconductor device of the first embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の製造途中の模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view during manufacturing of the semiconductor device of the first embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の製造途中の模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view during manufacturing of the semiconductor device of the first embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の製造途中の模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view during manufacturing of the semiconductor device of the first embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の製造途中の模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view during manufacturing of the semiconductor device of the first embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の製造途中の模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view during manufacturing of the semiconductor device of the first embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の製造途中の模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view during manufacturing of the semiconductor device of the first embodiment. 第1の実施形態の半導体装置の作用の説明図。The explanatory view of the operation of the semiconductor device of 1st Embodiment. 第2の実施形態の半導体装置の一部の拡大模式断面図。An enlarged schematic cross-sectional view of a part of the semiconductor device of the second embodiment.

本明細書中、同一又は類似する部材については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。 In the present specification, the same or similar members may be designated by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.

本明細書中、部品等の位置関係を示すために、図面の上方向を「上」、図面の下方向を「下」と記述する場合がある。本明細書中、「上」、「下」の概念は、必ずしも重力の向きとの関係を示す用語ではない。 In the present specification, in order to indicate the positional relationship of parts and the like, the upper direction of the drawing may be described as "upper" and the lower direction of the drawing may be described as "lower". In the present specification, the concepts of "upper" and "lower" do not necessarily indicate the relationship with the direction of gravity.

(第1の実施形態)
第1の実施形態の半導体装置は、第1の半導体層と、第2の半導体層と、第1の半導体層と第2の半導体層との間に設けられ、第1の半導体層から第2の半導体層に向かう第1の方向に積層された複数の第1の導電層を有する第1の多層配線層と、第1の多層配線層と第2の半導体層との間に設けられ、第1の方向に積層された複数の第2の導電層を有する第2の多層配線層と、第1のゲート電極と、第1の半導体層の中の第1の不純物領域とを有する第1のトランジスタと、第2のゲート電極と、第2の半導体層の中の第2の不純物領域と、を有する第2のトランジスタと、第1の半導体層、第1の多層配線層、第2の多層配線層、及び、第2の半導体層を貫通する第1の孔と、第1の半導体層、第1の多層配線層、第2の多層配線層、及び、第2の半導体層を貫通する第2の孔と、第1の多層配線層の中に設けられた第1の電極と、第1の多層配線層の中に設けられ、第1の孔を間に挟んで第1の電極に対向する第2の電極と、を備える。
(First Embodiment)
The semiconductor device of the first embodiment is provided between the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer, and is provided from the first semiconductor layer to the second semiconductor layer. A first multilayer wiring layer having a plurality of first conductive layers laminated in a first direction toward the semiconductor layer of the above, and a first multilayer wiring layer provided between the first multilayer wiring layer and the second semiconductor layer. A first having a second multilayer wiring layer having a plurality of second conductive layers laminated in one direction, a first gate electrode, and a first impurity region in the first semiconductor layer. A second transistor having a transistor, a second gate electrode, and a second impurity region in the second semiconductor layer, a first semiconductor layer, a first multilayer wiring layer, and a second multilayer. A first hole penetrating the wiring layer and the second semiconductor layer, and a first semiconductor layer, a first multilayer wiring layer, a second multilayer wiring layer, and a second semiconductor layer penetrating the second semiconductor layer. The second hole, the first electrode provided in the first multilayer wiring layer, and the first electrode provided in the first multilayer wiring layer and facing the first electrode with the first hole in between. A second electrode is provided.

図1は、第1の実施形態の半導体装置の模式図である。図1(a)は上面図、図1(b)は断面図である。図1(b)は、図1(a)のAA’断面図である。 FIG. 1 is a schematic view of the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view. FIG. 1 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA'of FIG. 1 (a).

第1の実施形態の半導体装置は、例えば、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置に用いられるBAA100である。マルチビーム方式の電子ビーム描画装置は、複数の電子ビームを用いて試料にパターンを描画する。 The semiconductor device of the first embodiment is, for example, BAA100 used in a multi-beam type electron beam drawing device. The multi-beam electron beam drawing apparatus draws a pattern on a sample using a plurality of electron beams.

BAA100は、複数の電子ビームの各々を個別に偏向する機能を備える。例えば、BAA100と電子ビームを遮蔽するアパーチャとを組み合わせることによって、各々の電子ビームの試料への照射と非照射を独立に制御することができる。 The BAA100 has a function of individually deflecting each of a plurality of electron beams. For example, by combining the BAA100 and the aperture that shields the electron beam, it is possible to independently control the irradiation and non-irradiation of each electron beam to the sample.

図1に示すようにBAA100は、中央部に複数の貫通孔101を有する。貫通孔101のそれぞれを、電子ビームが通過する。図1(a)では、横11個、縦11個の計121個の貫通孔101がアレイ状に配置される場合を例示している。しかし、貫通孔101の個数及び配置の形状は、上記形態に限定されるものではない。 As shown in FIG. 1, the BAA 100 has a plurality of through holes 101 in the central portion. An electron beam passes through each of the through holes 101. FIG. 1A illustrates a case where a total of 121 through holes 101, 11 in the horizontal direction and 11 in the vertical direction, are arranged in an array. However, the number of through holes 101 and the shape of the arrangement are not limited to the above-mentioned form.

貫通孔101の径は、例えば、3μm以上20μm以下である。貫通孔101の配置ピッチは、例えば、20μm以上40μm以下である。 The diameter of the through hole 101 is, for example, 3 μm or more and 20 μm or less. The arrangement pitch of the through holes 101 is, for example, 20 μm or more and 40 μm or less.

BAA100の上面には、電極パッド102が設けられる。電極パッド102は、BAA100に外部から電圧を印加するために設けられる。電極パッド102は、例えば、図示しないBAA100の制御回路や偏向制御用の電極に電気的に接続される。 An electrode pad 102 is provided on the upper surface of the BAA 100. The electrode pad 102 is provided to apply a voltage to the BAA 100 from the outside. The electrode pad 102 is electrically connected to, for example, a control circuit of BAA100 (not shown) or an electrode for deflection control (not shown).

図2は、第1の実施形態の半導体装置の一部の拡大模式断面図である。図2は、2個の貫通孔101の断面を含む。 FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 2 includes a cross section of the two through holes 101.

BAA100は、第1の半導体層10、第2の半導体層20、第1の多層配線層30、第2の多層配線層40、第1のトランジスタTR1、第2のトランジスタTR2を備える。BAA100は、第1の電極E1、第2の電極E2,第3の電極E3、第4の電極E4,第5の電極E5、第6の電極E6、第7の電極E7、第8の電極E8を備える。また、BAA100は、第1の貫通孔101a(第1の孔)、第2の貫通孔101b(第2の孔)を有する。 The BAA 100 includes a first semiconductor layer 10, a second semiconductor layer 20, a first multilayer wiring layer 30, a second multilayer wiring layer 40, a first transistor TR1, and a second transistor TR2. The BAA100 includes a first electrode E1, a second electrode E2, a third electrode E3, a fourth electrode E4, a fifth electrode E5, a sixth electrode E6, a seventh electrode E7, and an eighth electrode E8. To be equipped with. The BAA100 also has a first through hole 101a (first hole) and a second through hole 101b (second hole).

第1の半導体層10は、p型の第1の基板領域11、n型の第1のソース・ドレイン領域12(第1の不純物領域)、p型の第1のコンタクト領域13を有する。第2の半導体層20は、p型の第2の基板領域21、n型の第2のソース・ドレイン領域22(第2の不純物領域)、p型の第2のコンタクト領域23を有する。 The first semiconductor layer 10 has a p-type first substrate region 11, an n + -type first source / drain region 12 (first impurity region), and a p + -type first contact region 13. .. The second semiconductor layer 20 has a p-type second substrate region 21, an n + -type second source / drain region 22 (second impurity region), and a p + -type second contact region 23. ..

第1の多層配線層30は、第1の導電層31、第1のゲート電極32、第1のコンタクトプラグ33、第1の接続パッド34、第1の層間絶縁層35を有する。第2の多層配線層40は、第2の導電層41、第2のゲート電極42、第2のコンタクトプラグ43、第2の接続パッド44、第2の層間絶縁層45を有する。 The first multilayer wiring layer 30 has a first conductive layer 31, a first gate electrode 32, a first contact plug 33, a first connection pad 34, and a first interlayer insulating layer 35. The second multilayer wiring layer 40 has a second conductive layer 41, a second gate electrode 42, a second contact plug 43, a second connection pad 44, and a second interlayer insulating layer 45.

第1の半導体層10は、例えば、単結晶シリコンである。p型の第1の基板領域11は、p型不純物を含むシリコンである。n型の第1のソース・ドレイン領域12はn型不純物を含むシリコンである。p型の第1のコンタクト領域13は、p型不純物を含むシリコンである。 The first semiconductor layer 10 is, for example, single crystal silicon. The p-type first substrate region 11 is silicon containing p-type impurities. The n + type first source / drain region 12 is silicon containing n-type impurities. The p + type first contact region 13 is silicon containing p-type impurities.

第1の半導体層10の電位は、例えば、グラウンド電位である。p型の第1の基板領域11の電位は、例えば、グラウンド電位である。 The potential of the first semiconductor layer 10 is, for example, the ground potential. The potential of the p-type first substrate region 11 is, for example, the ground potential.

第2の半導体層20は、例えば、単結晶シリコンである。p型の第2の基板領域21は、p型不純物を含むシリコンである。n型の第2のソース・ドレイン領域22はn型不純物を含むシリコンである。p型の第2のコンタクト領域23は、p型不純物を含むシリコンである。 The second semiconductor layer 20 is, for example, single crystal silicon. The p-type second substrate region 21 is silicon containing p-type impurities. The n + type second source / drain region 22 is silicon containing n type impurities. The p + type second contact region 23 is silicon containing p-type impurities.

第2の半導体層20の電位は、例えば、グラウンド電位である。p型の第2の基板領域21の電位は、例えば、グラウンド電位である。 The potential of the second semiconductor layer 20 is, for example, the ground potential. The potential of the p-type second substrate region 21 is, for example, the ground potential.

第1の多層配線層30は、第1の半導体層10と第2の半導体層20との間に設けられる。第1の多層配線層30は、複数の第1の導電層31を有する。第1の導電層31は、第1の半導体層10から第2の半導体層20に向かう第1の方向に積層される。第1の方向は、第1の半導体層の表面に対して垂直な方向である。第1の導電層31の層数は、例えば、3層以上20層以下である。 The first multilayer wiring layer 30 is provided between the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20. The first multilayer wiring layer 30 has a plurality of first conductive layers 31. The first conductive layer 31 is laminated in the first direction from the first semiconductor layer 10 toward the second semiconductor layer 20. The first direction is the direction perpendicular to the surface of the first semiconductor layer. The number of layers of the first conductive layer 31 is, for example, 3 layers or more and 20 layers or less.

第1の導電層31の間には、第1の層間絶縁層35が設けられる。第1の層間絶縁層35は、例えば、酸化シリコンである。 A first interlayer insulating layer 35 is provided between the first conductive layers 31. The first interlayer insulating layer 35 is, for example, silicon oxide.

第1の導電層31の一部は、配線として機能する。第1の導電層31は、例えば、金属である。 A part of the first conductive layer 31 functions as wiring. The first conductive layer 31 is, for example, a metal.

第1のコンタクトプラグ33は、第1の半導体層10と第1の導電層31との間、第1の導電層31と第1の導電層31との間、第1の導電層31と第1の接続パッド34との間に設けられる。第1のコンタクトプラグ33は、第1の半導体層10と第1の導電層31との間、第1の導電層31と第1の導電層31との間、第1の導電層31と第1の接続パッド34との間を電気的に接続する機能を有する。第1のコンタクトプラグ33は、例えば、金属である。 The first contact plug 33 is formed between the first semiconductor layer 10 and the first conductive layer 31, between the first conductive layer 31 and the first conductive layer 31, and between the first conductive layer 31 and the first conductive layer 31. It is provided between the connection pad 34 of 1. The first contact plug 33 is formed between the first semiconductor layer 10 and the first conductive layer 31, between the first conductive layer 31 and the first conductive layer 31, and between the first conductive layer 31 and the first conductive layer 31. It has a function of electrically connecting to the connection pad 34 of 1. The first contact plug 33 is, for example, metal.

第1の接続パッド34は、第2の接続パッド44と接する。第1の接続パッド34は、第2の接続パッド44と電気的に接続される。第1の接続パッド34は、例えば、金属である。 The first connection pad 34 comes into contact with the second connection pad 44. The first connection pad 34 is electrically connected to the second connection pad 44. The first connection pad 34 is, for example, metal.

第1のゲート電極32は、導電体である。第1のゲート電極32は、例えば、導電性不純物を含む多結晶シリコンである。 The first gate electrode 32 is a conductor. The first gate electrode 32 is, for example, polycrystalline silicon containing conductive impurities.

第2の多層配線層40は、第1の多層配線層30と第2の半導体層20との間に設けられる。第2の多層配線層40は、複数の第2の導電層41を有する。第2の導電層41は、第1の半導体層10から第2の半導体層20に向かう第1の方向に積層される。第2の導電層41の層数は、例えば、5層以上20層以下である。 The second multilayer wiring layer 40 is provided between the first multilayer wiring layer 30 and the second semiconductor layer 20. The second multilayer wiring layer 40 has a plurality of second conductive layers 41. The second conductive layer 41 is laminated in the first direction from the first semiconductor layer 10 toward the second semiconductor layer 20. The number of layers of the second conductive layer 41 is, for example, 5 layers or more and 20 layers or less.

第2の導電層41の間には、第2の層間絶縁層45が設けられる。第2の層間絶縁層45は、例えば、酸化シリコンである。 A second interlayer insulating layer 45 is provided between the second conductive layers 41. The second interlayer insulating layer 45 is, for example, silicon oxide.

第2の導電層41の一部は、配線として機能する。第2の導電層41は、例えば、金属である。 A part of the second conductive layer 41 functions as wiring. The second conductive layer 41 is, for example, a metal.

第2のコンタクトプラグ43は、第2の半導体層20と第2の導電層41との間、第2の導電層41と第2の導電層41との間、第2の導電層41と第2の接続パッド44との間に設けられる。第2のコンタクトプラグ43は、第2の半導体層20と第2の導電層41との間、第2の導電層41と第2の導電層41との間、第2の導電層41と第2の接続パッド44との間を電気的に接続する機能を有する。第2のコンタクトプラグ43は、例えば、金属である。 The second contact plug 43 is formed between the second semiconductor layer 20 and the second conductive layer 41, between the second conductive layer 41 and the second conductive layer 41, and between the second conductive layer 41 and the second conductive layer 41. It is provided between the connection pad 44 of 2. The second contact plug 43 is formed between the second semiconductor layer 20 and the second conductive layer 41, between the second conductive layer 41 and the second conductive layer 41, and between the second conductive layer 41 and the second conductive layer 41. It has a function of electrically connecting to and from the connection pad 44 of 2. The second contact plug 43 is, for example, metal.

第2の接続パッド44は、第1の接続パッド34と接する。第2の接続パッド44は、第1の接続パッド34と電気的に接続される。第2の接続パッド44は、例えば、金属である。 The second connection pad 44 comes into contact with the first connection pad 34. The second connection pad 44 is electrically connected to the first connection pad 34. The second connection pad 44 is, for example, metal.

第2の接続パッド44と第1の接続パッド34とが電気的に接続されることにより、第1の導電層31と第2の導電層41とが電気的に接続される。 By electrically connecting the second connection pad 44 and the first connection pad 34, the first conductive layer 31 and the second conductive layer 41 are electrically connected.

第2のゲート電極42は、導電体である。第2のゲート電極42は、例えば、導電性不純物を含む多結晶シリコンである。 The second gate electrode 42 is a conductor. The second gate electrode 42 is, for example, polycrystalline silicon containing conductive impurities.

第1の貫通孔101aは、第1の半導体層10、第1の多層配線層30、第2の多層配線層40、及び、第2の半導体層20を貫通する。 The first through hole 101a penetrates the first semiconductor layer 10, the first multilayer wiring layer 30, the second multilayer wiring layer 40, and the second semiconductor layer 20.

第2の貫通孔101bは、第1の半導体層10、第1の多層配線層30、第2の多層配線層40、及び、第2の半導体層20を貫通する。 The second through hole 101b penetrates the first semiconductor layer 10, the first multilayer wiring layer 30, the second multilayer wiring layer 40, and the second semiconductor layer 20.

第1の電極E1、第2の電極E2、第5の電極E5、第6の電極E6は、第1の多層配線層30の中に設けられる。第1の電極E1、第2の電極E2、第5の電極E5、第6の電極E6は、複数の第1の導電層31を含む積層構造を有する。第1の電極E1、第2の電極E2、第5の電極E5、第6の電極E6は、第1のコンタクトプラグ33で接続された複数の第1の導電層31で構成される。 The first electrode E1, the second electrode E2, the fifth electrode E5, and the sixth electrode E6 are provided in the first multilayer wiring layer 30. The first electrode E1, the second electrode E2, the fifth electrode E5, and the sixth electrode E6 have a laminated structure including a plurality of first conductive layers 31. The first electrode E1, the second electrode E2, the fifth electrode E5, and the sixth electrode E6 are composed of a plurality of first conductive layers 31 connected by the first contact plug 33.

第1の電極E1と第2の電極E2は、第1の貫通孔101aを間に挟んで対向する。第1の電極E1と第2の電極E2は、例えば、第1の貫通孔101aの側面に露出する。 The first electrode E1 and the second electrode E2 face each other with the first through hole 101a interposed therebetween. The first electrode E1 and the second electrode E2 are exposed on the side surface of the first through hole 101a, for example.

第1の電極E1は、第1の半導体層10に電気的に接続される。第1の電極E1は、p型の第1のコンタクト領域13に電気的に接続される。第1の電極E1の電位は、グラウンド電位である。 The first electrode E1 is electrically connected to the first semiconductor layer 10. The first electrode E1 is electrically connected to the p + type first contact region 13. The potential of the first electrode E1 is the ground potential.

第2の電極E2は、n型の第1のソース・ドレイン領域12に電気的に接続される。第2の電極E2の電位は変化する。第2の電極E2の電位は、例えば、グラウンド電位と所定の正電位との間で変化する。 The second electrode E2 is electrically connected to the n + type first source / drain region 12. The potential of the second electrode E2 changes. The potential of the second electrode E2 changes, for example, between a ground potential and a predetermined positive potential.

第5の電極E5と第6の電極E6は、第2の貫通孔101bを間に挟んで対向する。第5の電極E5と第6の電極E6は、例えば、第2の貫通孔101bの側面に露出する。 The fifth electrode E5 and the sixth electrode E6 face each other with the second through hole 101b interposed therebetween. The fifth electrode E5 and the sixth electrode E6 are exposed on the side surface of the second through hole 101b, for example.

第5の電極E5は、第1の半導体層10に電気的に接続される。第5の電極E5は、p型の第1のコンタクト領域13に電気的に接続される。第5の電極E5の電位は、グラウンド電位である。 The fifth electrode E5 is electrically connected to the first semiconductor layer 10. The fifth electrode E5 is electrically connected to the p + type first contact region 13. The potential of the fifth electrode E5 is the ground potential.

第6の電極E6は、n型の第2のソース・ドレイン領域22に電気的に接続される。第6の電極E6の電位は、変化する。第6の電極E6の電位は、例えば、グラウンド電位と所定の正電位との間で変化する。 The sixth electrode E6 is electrically connected to the n + type second source / drain region 22. The potential of the sixth electrode E6 changes. The potential of the sixth electrode E6 changes, for example, between a ground potential and a predetermined positive potential.

第3の電極E3、第4の電極E4、第7の電極E7、第8の電極E8は、第2の多層配線層40の中に設けられる。第3の電極E3、第4の電極E4、第7の電極E7、第8の電極E8は、複数の第2の導電層41を含む積層構造を有する。第3の電極E3、第4の電極E4、第7の電極E7、第8の電極E8は、第2のコンタクトプラグ43で接続された複数の第2の導電層41で構成される。 The third electrode E3, the fourth electrode E4, the seventh electrode E7, and the eighth electrode E8 are provided in the second multilayer wiring layer 40. The third electrode E3, the fourth electrode E4, the seventh electrode E7, and the eighth electrode E8 have a laminated structure including a plurality of second conductive layers 41. The third electrode E3, the fourth electrode E4, the seventh electrode E7, and the eighth electrode E8 are composed of a plurality of second conductive layers 41 connected by the second contact plug 43.

第3の電極E3と第4の電極E4は、第1の貫通孔101aを間に挟んで対向する。第3の電極E3と第4の電極E4は、例えば、第1の貫通孔101aの側面に露出する。 The third electrode E3 and the fourth electrode E4 face each other with the first through hole 101a interposed therebetween. The third electrode E3 and the fourth electrode E4 are exposed on the side surface of the first through hole 101a, for example.

第3の電極E3は、第2の半導体層20に電気的に接続される。第3の電極E3は、p型の第2のコンタクト領域23に電気的に接続される。第3の電極E3の電位は、グラウンド電位である。 The third electrode E3 is electrically connected to the second semiconductor layer 20. The third electrode E3 is electrically connected to the p + type second contact region 23. The potential of the third electrode E3 is the ground potential.

第4の電極E4は、n型の第1のソース・ドレイン領域12に電気的に接続される。第4の電極E4は、第2の電極E2に電気的に接続される。第4の電極E4の電位は変化する。第4の電極E4の電位は、例えば、グラウンド電位と所定の正電位との間で変化する。 The fourth electrode E4 is electrically connected to the n + type first source / drain region 12. The fourth electrode E4 is electrically connected to the second electrode E2. The potential of the fourth electrode E4 changes. The potential of the fourth electrode E4 changes, for example, between a ground potential and a predetermined positive potential.

第7の電極E7と第8の電極E8は、第2の貫通孔101bを間に挟んで対向する。第7の電極E7と第8の電極E8は、例えば、第2の貫通孔101bの側面に露出する。 The seventh electrode E7 and the eighth electrode E8 face each other with the second through hole 101b interposed therebetween. The seventh electrode E7 and the eighth electrode E8 are exposed on the side surface of the second through hole 101b, for example.

第7の電極E7は、第2の半導体層20に電気的に接続される。第7の電極E7は、p型の第2のコンタクト領域23に電気的に接続される。第7の電極E7の電位は、グラウンド電位である。 The seventh electrode E7 is electrically connected to the second semiconductor layer 20. The seventh electrode E7 is electrically connected to the p + type second contact region 23. The potential of the seventh electrode E7 is the ground potential.

第8の電極E8は、n型の第2のソース・ドレイン領域22に接続される。第8の電極E8は、第4の電極E4に電気的に接続される。第8の電極E8の電位は変化する。第8の電極E8の電位は、例えば、グラウンド電位と所定の正電位との間で変化する。 The eighth electrode E8 is connected to the n + type second source / drain region 22. The eighth electrode E8 is electrically connected to the fourth electrode E4. The potential of the eighth electrode E8 changes. The potential of the eighth electrode E8 changes, for example, between a ground potential and a predetermined positive potential.

第1のトランジスタTR1は、第1のゲート電極32と、1対のn型の第1のソース・ドレイン領域12とを有する。第1のゲート電極32と第1の半導体層10との間には、図示しない第1のゲート絶縁膜が設けられる。第1のトランジスタTR1は、電子をキャリアとするnチャネル型のトランジスタである。 The first transistor TR1 has a first gate electrode 32 and a pair of n + type first source / drain regions 12. A first gate insulating film (not shown) is provided between the first gate electrode 32 and the first semiconductor layer 10. The first transistor TR1 is an n-channel type transistor having electrons as carriers.

第1のトランジスタTR1は、例えば、第2の電極E2、及び、第4の電極E4に印加される電位を制御する機能を有する。なお、第1の半導体層10及び第1の多層配線層30には、第1のトランジスタTR1以外にも、BAA100を制御する多数のトランジスタが含まれる。また、例えば、nチャネル型のトランジスタ以外にpチャネル型のトランジスタも含まれる。第1のトランジスタTR1がpチャネル型のトランジスタであっても構わない。 The first transistor TR1 has, for example, a function of controlling the potential applied to the second electrode E2 and the fourth electrode E4. In addition to the first transistor TR1, the first semiconductor layer 10 and the first multilayer wiring layer 30 include a large number of transistors that control the BAA100. Further, for example, a p-channel type transistor is also included in addition to the n-channel type transistor. The first transistor TR1 may be a p-channel type transistor.

第2のトランジスタTR2は、第2のゲート電極42と、1対のn型の第2のソース・ドレイン領域22とを有する。第2のゲート電極42と第2の半導体層20との間には、図示しない第2のゲート絶縁膜が設けられる。第2のトランジスタTR2は、電子をキャリアとするnチャネル型のトランジスタである。 The second transistor TR2 has a second gate electrode 42 and a pair of n + type second source / drain regions 22. A second gate insulating film (not shown) is provided between the second gate electrode 42 and the second semiconductor layer 20. The second transistor TR2 is an n-channel type transistor whose carrier is an electron.

第2のトランジスタTR2は、例えば、第6の電極E6、及び、第8の電極E8に印加される電位を制御する機能を有する。なお、第2の半導体層20及び第2の多層配線層40には、第2のトランジスタTR2以外にも、BAA100を制御する多数のトランジスタが含まれる。また、例えば、nチャネル型のトランジスタ以外にpチャネル型のトランジスタも含まれる。第2のトランジスタTR2がpチャネル型のトランジスタであっても構わない。 The second transistor TR2 has, for example, a function of controlling the potential applied to the sixth electrode E6 and the eighth electrode E8. In addition to the second transistor TR2, the second semiconductor layer 20 and the second multilayer wiring layer 40 include a large number of transistors that control the BAA100. Further, for example, a p-channel type transistor is also included in addition to the n-channel type transistor. The second transistor TR2 may be a p-channel type transistor.

次に、第1の実施形態の半導体装置の製造方法の一例について説明する。図3、図4、図5、図6、図7、図8は、第1の実施形態の半導体装置の製造途中の模式断面図である。 Next, an example of the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment will be described. 3, FIG. 4, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. 8 are schematic cross-sectional views during manufacturing of the semiconductor device of the first embodiment.

最初に、第1のウェハに複数の第1の半導体チップSC1を形成する(図3)。第1の半導体チップSC1は、第1の半導体層10と第1の多層配線層30とを有する。 First, a plurality of first semiconductor chips SC1 are formed on the first wafer (FIG. 3). The first semiconductor chip SC1 has a first semiconductor layer 10 and a first multilayer wiring layer 30.

次に、第2のウェハに複数の第2の半導体チップSC2を形成する(図4)。第2の半導体チップSC2は、第2の半導体層20と第2の多層配線層40とを有する。 Next, a plurality of second semiconductor chips SC2 are formed on the second wafer (FIG. 4). The second semiconductor chip SC2 has a second semiconductor layer 20 and a second multilayer wiring layer 40.

次に、第1のウェハと第2のウェハを、第1の多層配線層30と第2の多層配線層40とが接するように、公知のウェハ貼り合わせプロセスにより貼り合わせる。次に、研削により第2の半導体層20を薄くする(図5)。 Next, the first wafer and the second wafer are bonded by a known wafer bonding process so that the first multilayer wiring layer 30 and the second multilayer wiring layer 40 are in contact with each other. Next, the second semiconductor layer 20 is thinned by grinding (FIG. 5).

次に、リソグラフィ法と反応性イオンエッチング法を用いて、第2の半導体層20及び第2の多層配線層40に孔101xを形成する(図6)。 Next, holes 101x are formed in the second semiconductor layer 20 and the second multilayer wiring layer 40 by using a lithography method and a reactive ion etching method (FIG. 6).

次に、接着層50を用いて第2の半導体層20に支持基板52を貼りつける。支持基板52は、例えば、石英ガラスである。次に、研削により第1の半導体層10を薄くする。 Next, the support substrate 52 is attached to the second semiconductor layer 20 using the adhesive layer 50. The support substrate 52 is, for example, quartz glass. Next, the first semiconductor layer 10 is thinned by grinding.

次に、リソグラフィ法と反応性イオンエッチング法を用いて、第1の半導体層10及び第1の多層配線層30に孔101xに達するように、第1の貫通孔101aと第2の貫通孔101bを形成する(図7)。 Next, using a lithography method and a reactive ion etching method, the first through hole 101a and the second through hole 101b are used so as to reach the hole 101x in the first semiconductor layer 10 and the first multilayer wiring layer 30. (Fig. 7).

次に、第1の導電層31及び第2の導電層41が、第1の貫通孔101aと第2の貫通孔101bの側面に露出するように、第1の層間絶縁層35と第2の層間絶縁層45をエッチングする(図8)。エッチングは、例えば、ウェットエッチングにより行う。 Next, the first interlayer insulating layer 35 and the second interlayer insulating layer 35 and the second conductive layer 41 are exposed on the side surfaces of the first through hole 101a and the second through hole 101b so that the first conductive layer 31 and the second conductive layer 41 are exposed on the side surfaces of the first through hole 101a and the second through hole 101b. The interlayer insulating layer 45 is etched (FIG. 8). Etching is performed by, for example, wet etching.

次に、支持基板52を剥離する。次に、貼り合わせされた第1のウェハと第2のウェハをダイシングにより個片化し、第1の半導体チップSC1と第2の半導体チップSC2とが貼り合わされたBAA100が製造される。 Next, the support substrate 52 is peeled off. Next, the bonded first wafer and the second wafer are separated into pieces by dicing, and the BAA100 in which the first semiconductor chip SC1 and the second semiconductor chip SC2 are bonded is manufactured.

以下、第1の実施形態の半導体装置の作用及び効果について説明する。 Hereinafter, the operation and effect of the semiconductor device of the first embodiment will be described.

図9は、第1の実施形態の半導体装置の作用の説明図である。図9は、BAA100の電子ビームの偏向制御の説明図である。 FIG. 9 is an explanatory diagram of the operation of the semiconductor device of the first embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram of deflection control of the electron beam of BAA100.

第1の貫通孔101aを通過する電子ビームEB1に着目する。第1の電極E1及び第3の電極E3は、グラウンド電位の第1の半導体層10と第2の半導体層20に電気的に接続される。したがって、第1の電極E1及び第3の電極E3は、グラウンド電位となる。 Focus on the electron beam EB1 passing through the first through hole 101a. The first electrode E1 and the third electrode E3 are electrically connected to the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20 having a ground potential. Therefore, the first electrode E1 and the third electrode E3 have a ground potential.

第1の電極E1に対向する第2の電極E2と、第3の電極E3に対向する第4の電極E4は、電気的に接続されている。第2の電極E2及び第4の電極E4は、例えば、第1のトランジスタTR1の制御により、所定の正電位となる。 The second electrode E2 facing the first electrode E1 and the fourth electrode E4 facing the third electrode E3 are electrically connected. The second electrode E2 and the fourth electrode E4 have a predetermined positive potential under the control of, for example, the first transistor TR1.

この場合、第1の貫通孔101aには、白矢印で示す向きの電界が生じる。第1の貫通孔101aに生じた電界により、電子ビームEB1は偏向する。 In this case, an electric field in the direction indicated by the white arrow is generated in the first through hole 101a. The electron beam EB1 is deflected by the electric field generated in the first through hole 101a.

次に、第2の貫通孔101bを通過する電子ビームEB2に着目する。第5の電極E5及び第7の電極E7は、グラウンド電位の第1の半導体層10と第2の半導体層20に電気的に接続される。したがって、第5の電極E5及び第7の電極E7は、グラウンド電位となる。 Next, attention is paid to the electron beam EB2 passing through the second through hole 101b. The fifth electrode E5 and the seventh electrode E7 are electrically connected to the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20 at the ground potential. Therefore, the fifth electrode E5 and the seventh electrode E7 have a ground potential.

第5の電極E5に対向する第6の電極E6と、第7の電極E7に対向する第8の電極E8は、電気的に接続されている。第6の電極E6及び第8の電極E8は、例えば、第2のトランジスタTR2の制御により、グラウンド電位となる。 The sixth electrode E6 facing the fifth electrode E5 and the eighth electrode E8 facing the seventh electrode E7 are electrically connected. The sixth electrode E6 and the eighth electrode E8 have a ground potential under the control of, for example, the second transistor TR2.

この場合、第2の貫通孔101bには、電界が生じない。したがって、電子ビームEB2は偏向せず直進する。 In this case, no electric field is generated in the second through hole 101b. Therefore, the electron beam EB2 travels straight without being deflected.

一般に、貫通孔の配置ピッチが短くなると、隣り合う貫通孔の電極によって生じる電界の影響で電子ビームの偏向精度が低くなる。このため、隣り合う貫通孔の電極によって生じる電界の影響を低減することが望まれる。 Generally, when the arrangement pitch of the through holes is shortened, the deflection accuracy of the electron beam is lowered due to the influence of the electric field generated by the electrodes of the through holes adjacent to each other. Therefore, it is desired to reduce the influence of the electric field generated by the electrodes of the adjacent through holes.

第1の実施形態のBAA100では、第1の電極E1、第2の電極E2,第3の電極E3、第4の電極E4,第5の電極E5、第6の電極E6、第7の電極E7、第8の電極E8は、電位の固定された第1の半導体層10と第2の半導体層20との間に挟まれる。このため、例えば、第1の貫通孔101aの電極によって生じる電界は、第1の半導体層10と第2の半導体層20によって遮蔽される。したがって、第1の貫通孔101aの電極によって生じる電界が、第1の貫通孔101aに隣り合う第2の貫通孔101bの電界に与える影響が低減する。よって、BAA100の電子ビームの偏向精度が向上する。 In the BAA100 of the first embodiment, the first electrode E1, the second electrode E2, the third electrode E3, the fourth electrode E4, the fifth electrode E5, the sixth electrode E6, and the seventh electrode E7 The eighth electrode E8 is sandwiched between the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20 having a fixed potential. Therefore, for example, the electric field generated by the electrode of the first through hole 101a is shielded by the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20. Therefore, the influence of the electric field generated by the electrode of the first through hole 101a on the electric field of the second through hole 101b adjacent to the first through hole 101a is reduced. Therefore, the deflection accuracy of the electron beam of BAA100 is improved.

第1の貫通孔101aと第2の貫通孔101bとの間に存在する、第1の導電層31及び第2の導電層41によっても、電界の遮蔽効果が生じる。したがって、BAA100の電子ビームの偏向精度が向上する。 The first conductive layer 31 and the second conductive layer 41 existing between the first through hole 101a and the second through hole 101b also have an electric field shielding effect. Therefore, the deflection accuracy of the electron beam of BAA100 is improved.

また、第1の実施形態のBAA100では、電極の直下の半導体層によって、電極の電位をグランド電位に固定することが可能となる。更に、電極の上下の第1の半導体層10と第2の半導体層20の双方によって、電極の電位をグランド電位に固定することが可能となる。したがって、電極のグラウンド電位が安定し、BAA100の電子ビームの偏向精度が向上する。 Further, in the BAA100 of the first embodiment, the potential of the electrode can be fixed to the ground potential by the semiconductor layer immediately below the electrode. Further, both the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20 above and below the electrode make it possible to fix the potential of the electrode to the ground potential. Therefore, the ground potential of the electrode is stable, and the deflection accuracy of the electron beam of BAA100 is improved.

貫通孔の配置ピッチが短くなると、トランジスタを形成するために用いることのできる半導体層の面積も縮小する。このため、例えば、トランジスタの形成に必要な半導体層の面積を確保するため、貫通孔の配置ピッチの縮小が制限されるということが起こり得る。 When the arrangement pitch of the through holes is shortened, the area of the semiconductor layer that can be used for forming the transistor is also reduced. Therefore, for example, in order to secure the area of the semiconductor layer required for forming the transistor, it is possible that the reduction of the arrangement pitch of the through holes is limited.

第1の実施形態のBAA100では、第1の半導体層10に加え、第2の半導体層20を用いてトランジスタを形成する。例えば、電極の片側にしか半導体層がないBAAと比べ、トランジスタを形成するために用いることのできる半導体層の面積が2倍になる。よって、貫通孔の配置ピッチの縮小が容易になる。 In the BAA 100 of the first embodiment, the transistor is formed by using the second semiconductor layer 20 in addition to the first semiconductor layer 10. For example, the area of the semiconductor layer that can be used to form a transistor is doubled as compared with BAA, which has a semiconductor layer on only one side of the electrode. Therefore, it becomes easy to reduce the arrangement pitch of the through holes.

第1の電極E1と第2の電極E2は、第1の貫通孔101aの側面に露出することが好ましい。第3の電極E3と第4の電極E4は、第1の貫通孔101aの側面に露出することが好ましい。第5の電極E5と第6の電極E6は、第2の貫通孔101bの側面に露出することが好ましい。第7の電極E7と第8の電極E8は、第2の貫通孔101bの側面に露出することが好ましい。 The first electrode E1 and the second electrode E2 are preferably exposed on the side surface of the first through hole 101a. The third electrode E3 and the fourth electrode E4 are preferably exposed on the side surface of the first through hole 101a. The fifth electrode E5 and the sixth electrode E6 are preferably exposed on the side surface of the second through hole 101b. The seventh electrode E7 and the eighth electrode E8 are preferably exposed on the side surface of the second through hole 101b.

第1の貫通孔101aの側面及び第2の貫通孔101bの側面の絶縁層の面積が減少することにより、第1の貫通孔101aの側面及び第2の貫通孔101bの側面のチャージアップが抑制される。したがって、BAA100の電子ビームの偏向精度が向上する。 By reducing the area of the insulating layer on the side surface of the first through hole 101a and the side surface of the second through hole 101b, the charge-up of the side surface of the first through hole 101a and the side surface of the second through hole 101b is suppressed. Will be done. Therefore, the deflection accuracy of the electron beam of BAA100 is improved.

以上、第1の実施形態の半導体装置によれば、電極を上下の2層の半導体層で挟み込むことにより、電界の遮蔽効果が向上する。したがって、電子ビームの偏向精度が向上する。また、上下の2層の半導体層にトランジスタを形成することが可能となり、貫通孔の配置ピッチの縮小が容易になる。 As described above, according to the semiconductor device of the first embodiment, the electric field shielding effect is improved by sandwiching the electrodes between the upper and lower two semiconductor layers. Therefore, the deflection accuracy of the electron beam is improved. Further, it becomes possible to form a transistor in two upper and lower semiconductor layers, and it becomes easy to reduce the arrangement pitch of the through holes.

(第2の実施形態)
第2の実施形態の半導体装置は、第1の電極と第3の電極とが電気的に接続されない点で、第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と重複する内容については記述を一部省略する。
(Second Embodiment)
The semiconductor device of the second embodiment is different from the first embodiment in that the first electrode and the third electrode are not electrically connected to each other. Hereinafter, some descriptions of the contents overlapping with the first embodiment will be omitted.

第2の実施形態の半導体装置は、第1の実施形態の半導体装置と同様、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置に用いられるBAA200である。 The semiconductor device of the second embodiment is the BAA 200 used in the multi-beam type electron beam drawing device as in the semiconductor device of the first embodiment.

図10は、第2の実施形態の半導体装置の一部の拡大模式断面図である。図10は、2個の貫通孔101の断面を含む。 FIG. 10 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the semiconductor device of the second embodiment. FIG. 10 includes a cross section of the two through holes 101.

BAA200は、第1の半導体層10、第2の半導体層20、第1の多層配線層30、第2の多層配線層40、第1のトランジスタTR1、第2のトランジスタTR2を備える。BAA100は、第1の電極E1、第2の電極E2,第3の電極E3、第4の電極E4,第5の電極E5、第6の電極E6、第7の電極E7、第8の電極E8を備える。また、BAA100は、第1の貫通孔101a(第1の孔)、第2の貫通孔101b(第2の孔)を有する。 The BAA 200 includes a first semiconductor layer 10, a second semiconductor layer 20, a first multilayer wiring layer 30, a second multilayer wiring layer 40, a first transistor TR1, and a second transistor TR2. The BAA100 includes a first electrode E1, a second electrode E2, a third electrode E3, a fourth electrode E4, a fifth electrode E5, a sixth electrode E6, a seventh electrode E7, and an eighth electrode E8. To be equipped with. The BAA100 also has a first through hole 101a (first hole) and a second through hole 101b (second hole).

第1の半導体層10は、p型の第1の基板領域11、n型の第1のソース・ドレイン領域12(第1の不純物領域)、p型の第1のコンタクト領域13を有する。第2の半導体層20は、p型の第2の基板領域21、n型の第2のソース・ドレイン領域22(第2の不純物領域)、p型の第2のコンタクト領域23を有する。 The first semiconductor layer 10 has a p-type first substrate region 11, an n + -type first source / drain region 12 (first impurity region), and a p + -type first contact region 13. .. The second semiconductor layer 20 has a p-type second substrate region 21, an n + -type second source / drain region 22 (second impurity region), and a p + -type second contact region 23. ..

第1の多層配線層30は、第1の導電層31、第1のゲート電極32、第1のコンタクトプラグ33、第1の層間絶縁層35を有する。第2の多層配線層40は、第2の導電層41、第2のゲート電極42、第2のコンタクトプラグ43、第2の層間絶縁層45を有する。 The first multilayer wiring layer 30 has a first conductive layer 31, a first gate electrode 32, a first contact plug 33, and a first interlayer insulating layer 35. The second multilayer wiring layer 40 has a second conductive layer 41, a second gate electrode 42, a second contact plug 43, and a second interlayer insulating layer 45.

BAA200では、第1の導電層31と第2の導電層41とは電気的に接続されない。 In BAA200, the first conductive layer 31 and the second conductive layer 41 are not electrically connected.

第2の電極E2と第4の電極E4は、電気的に接続されない。第2の電極E2は、n型の第1のソース・ドレイン領域12に電気的に接続される。第4の電極E4は、n型の第2のソース・ドレイン領域22に電気的に接続される。第2の電極E2の電位と第4の電極E4の電位は、独立に制御される。 The second electrode E2 and the fourth electrode E4 are not electrically connected. The second electrode E2 is electrically connected to the n + type first source / drain region 12. The fourth electrode E4 is electrically connected to the n + type second source / drain region 22. The potential of the second electrode E2 and the potential of the fourth electrode E4 are controlled independently.

第6の電極E6と第8の電極E8は、電気的に接続されない。第6の電極E6は、n型の第1のソース・ドレイン領域12に電気的に接続される。第8の電極E8は、n型の第2のソース・ドレイン領域22に電気的に接続される。第6の電極E6の電位と第8の電極E8の電位は、独立に制御される。 The sixth electrode E6 and the eighth electrode E8 are not electrically connected. The sixth electrode E6 is electrically connected to the n + type first source / drain region 12. The eighth electrode E8 is electrically connected to the n + type second source / drain region 22. The potential of the sixth electrode E6 and the potential of the eighth electrode E8 are controlled independently.

以上、第2の実施形態の半導体装置によれば、第1の実施形態と同様、電極を上下の2層の半導体層で挟み込むことにより、電界の遮蔽効果が向上する。 As described above, according to the semiconductor device of the second embodiment, the electric field shielding effect is improved by sandwiching the electrodes between the upper and lower two semiconductor layers as in the first embodiment.

第1及び第2の実施形態では、第1の半導体層10及び第2の半導体層20が単結晶シリコンである場合を例に説明したが、第1の半導体層10及び第2の半導体層20は単結晶炭化珪素など、その他の半導体材料であっても構わない。 In the first and second embodiments, the case where the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20 are single crystal silicon has been described as an example, but the first semiconductor layer 10 and the second semiconductor layer 20 have been described. May be other semiconductor material such as single crystal silicon carbide.

第1及び第2の実施形態では、本発明のBAAを、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置に用いる場合を例に説明したが、本発明のBAAを、例えば、マルチビーム方式の電子ビーム検査装置など、その他のマルチビーム方式の電子ビーム露光装置に用いることが可能である。 In the first and second embodiments, the case where the BAA of the present invention is used for a multi-beam type electron beam drawing apparatus has been described as an example, but the BAA of the present invention can be used, for example, a multi-beam type electron beam inspection apparatus. It can be used for other multi-beam type electron beam exposure apparatus.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、一実施形態の構成要素を他の実施形態の構成要素と置き換え又は変更してもよい。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. For example, the components of one embodiment may be replaced or modified with the components of another embodiment. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

10 第1の半導体層
12 第1のソース・ドレイン領域(第1の不純物領域)
20 第2の半導体層
22 第2のソース・ドレイン領域(第2の不純物領域)
30 第1の多層配線層
31 第1の導電層
32 第1のゲート電極
40 第2の多層配線層
41 第2の導電層
42 第2のゲート電極
100 BAA(半導体装置)
101a 第1の貫通孔(第1の孔)
101b 第2の貫通孔(第2の孔)
200 BAA(半導体装置)
E1 第1の電極
E2 第2の電極
E3 第3の電極
E4 第4の電極
E5 第5の電極
E6 第6の電極
E7 第7の電極
E8 第8の電極
TR1 第1のトランジスタ
TR2 第2のトランジスタ

10 First semiconductor layer 12 First source / drain region (first impurity region)
20 Second semiconductor layer 22 Second source / drain region (second impurity region)
30 First multilayer wiring layer 31 First conductive layer 32 First gate electrode 40 Second multilayer wiring layer 41 Second conductive layer 42 Second gate electrode 100 BAA (semiconductor device)
101a First through hole (first hole)
101b Second through hole (second hole)
200 BAA (semiconductor device)
E1 1st electrode E2 2nd electrode E3 3rd electrode E4 4th electrode E5 5th electrode E6 6th electrode E7 7th electrode E8 8th electrode TR1 1st transistor TR2 2nd transistor

Claims (12)

電位が固定された第1の基板領域を有する第1の半導体層と、
電位が固定された第2の基板領域を有する第2の半導体層と、
前記第1の半導体層と前記第2の半導体層との間に設けられ、前記第1の半導体層から前記第2の半導体層に向かう第1の方向に積層された複数の第1の導電層を有する第1の多層配線層と、
前記第1の多層配線層と前記第2の半導体層との間に設けられ、前記第1の方向に積層された複数の第2の導電層を有する第2の多層配線層と、
前記第1の半導体層の中の第1の不純物領域を有する第1のトランジスタと、
前記第2の半導体層の中の第2の不純物領域を有する第2のトランジスタと、
前記第1の半導体層、前記第1の多層配線層、前記第2の多層配線層、及び、前記第2の半導体層を貫通する第1の孔と、
前記第1の半導体層、前記第1の多層配線層、前記第2の多層配線層、及び、前記第2の半導体層を貫通する第2の孔と、
前記第1の多層配線層の中に設けられた第1の電極と、
前記第1の多層配線層の中に設けられ、前記第1の孔を間に挟んで前記第1の電極に対向する第2の電極と、
を備える半導体装置。
A first semiconductor layer having a first substrate region with a fixed potential,
A second semiconductor layer having a second substrate region with a fixed potential,
A plurality of first conductive layers provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer and laminated in a first direction from the first semiconductor layer toward the second semiconductor layer. With a first multilayer wiring layer having
A second multilayer wiring layer provided between the first multilayer wiring layer and the second semiconductor layer and having a plurality of second conductive layers laminated in the first direction.
A first transistor having a first impurity area in the first semiconductor layer,
A second transistor having a second impurity area in said second semiconductor layer,
The first semiconductor layer, the first multilayer wiring layer, the second multilayer wiring layer, and the first hole penetrating the second semiconductor layer.
The first semiconductor layer, the first multilayer wiring layer, the second multilayer wiring layer, and the second hole penetrating the second semiconductor layer.
The first electrode provided in the first multilayer wiring layer and
A second electrode provided in the first multilayer wiring layer and facing the first electrode with the first hole in between, and a second electrode.
A semiconductor device equipped with.
前記第1の電極は前記第1の導電層を含む積層構造を有し、
前記第2の電極は前記第1の導電層を含む積層構造を有する請求項1記載の半導体装置。
The first electrode has a laminated structure including the first conductive layer, and has a laminated structure.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second electrode has a laminated structure including the first conductive layer.
前記第1の電極は、前記第1の半導体層に電気的に接続される請求項1又は請求項2記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the first electrode is electrically connected to the first semiconductor layer. 前記第2の電極は、前記第1の不純物領域に電気的に接続される請求項1ないし請求項3いずれか一項記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second electrode is electrically connected to the first impurity region. 前記第2の多層配線層の中に設けられ、前記第1の電極に電気的に接続された第3の電極と、
前記第2の多層配線層の中に設けられ、前記第2の電極に電気的に接続され、前記第1の孔を間に挟んで前記第3の電極に対向する第4の電極と、
を更に備える請求項1ないし請求項4いずれか一項記載の半導体装置。
A third electrode provided in the second multilayer wiring layer and electrically connected to the first electrode, and a third electrode.
A fourth electrode provided in the second multilayer wiring layer, electrically connected to the second electrode, and facing the third electrode with the first hole in between, and a fourth electrode.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, further comprising.
前記第3の電極は前記第2の導電層を含む積層構造を有し、
前記第4の電極は前記第2の導電層を含む積層構造を有する請求項5記載の半導体装置。
The third electrode has a laminated structure including the second conductive layer, and has a laminated structure.
The semiconductor device according to claim 5, wherein the fourth electrode has a laminated structure including the second conductive layer.
前記第3の電極は前記2の半導体層に電気的に接続される請求項5又は請求項6記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 5 or 6, wherein the third electrode is electrically connected to the second semiconductor layer. 前記第1の多層配線層の中に設けられた第5の電極と、
前記第1の多層配線層の中に設けられ、前記第2の孔を間に挟んで前記第5の電極に対向する第6の電極と、
前記第2の多層配線層の中に設けられ、前記第5の電極に電気的に接続された第7の電極と、
前記第2の多層配線層の中に設けられ、前記第6の電極に電気的に接続され、前記第2の孔を間に挟んで前記第7の電極に対向する第8の電極と、
を更に備える請求項5ないし請求項7いずれか一項記載の半導体装置。
A fifth electrode provided in the first multilayer wiring layer and
A sixth electrode provided in the first multilayer wiring layer and facing the fifth electrode with the second hole in between, and a sixth electrode.
A seventh electrode provided in the second multilayer wiring layer and electrically connected to the fifth electrode,
An eighth electrode provided in the second multilayer wiring layer, electrically connected to the sixth electrode, and facing the seventh electrode with the second hole interposed therebetween.
The semiconductor device according to any one of claims 5 to 7, further comprising.
前記第5の電極は、前記第1の半導体層に電気的に接続される請求項8記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 8, wherein the fifth electrode is electrically connected to the first semiconductor layer. 前記第8の電極は、前記第2の不純物領域に電気的に接続される請求項8又は請求項9記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 8 or 9, wherein the eighth electrode is electrically connected to the second impurity region. 前記第1の電極及び前記第2の電極は、前記第1の孔の側面に露出する請求項1ないし請求項10いずれか一項記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 10, wherein the first electrode and the second electrode are exposed on the side surface of the first hole. 前記第1の基板領域及び前記第2の基板領域の電位は、グラウンド電位である請求項1ないし請求項11いずれか一項記載の半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 11, wherein the potentials of the first substrate region and the second substrate region are ground potentials.
JP2018173109A 2018-09-14 2018-09-14 Semiconductor device Active JP6965222B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018173109A JP6965222B2 (en) 2018-09-14 2018-09-14 Semiconductor device
CN201910128015.9A CN110911401B (en) 2018-09-14 2019-02-20 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018173109A JP6965222B2 (en) 2018-09-14 2018-09-14 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020047667A JP2020047667A (en) 2020-03-26
JP6965222B2 true JP6965222B2 (en) 2021-11-10

Family

ID=69814498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018173109A Active JP6965222B2 (en) 2018-09-14 2018-09-14 Semiconductor device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6965222B2 (en)
CN (1) CN110911401B (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002217089A (en) * 2001-01-18 2002-08-02 Advantest Corp Electron beam deflector, method of manufacturing electron beam deflector, and electron beam exposure apparatus
JP4076834B2 (en) * 2002-10-03 2008-04-16 株式会社アドバンテスト Deflector, deflector manufacturing method, and charged particle beam exposure apparatus
JP4939143B2 (en) * 2006-08-04 2012-05-23 キヤノン株式会社 Charged particle beam deflector array, exposure apparatus using the array, and device manufacturing method
JP4955433B2 (en) * 2007-03-20 2012-06-20 キヤノン株式会社 Deflector array, exposure apparatus, and device manufacturing method
EP2251893B1 (en) * 2009-05-14 2014-10-29 IMS Nanofabrication AG Multi-beam deflector array means with bonded electrodes
TW201133534A (en) * 2009-09-18 2011-10-01 Mapper Lithography Ip Bv Multiple beam charged particle optical system
EP2494579B1 (en) * 2009-10-26 2017-08-02 Mapper Lithography IP B.V. Charged particle multi-beamlet lithography system, modulation device, and method of manufacturing thereof
JP5675249B2 (en) * 2010-09-30 2015-02-25 キヤノン株式会社 Electrode pair array plate, electrode pair array plate manufacturing method, drawing apparatus, and article manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020047667A (en) 2020-03-26
CN110911401A (en) 2020-03-24
CN110911401B (en) 2023-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6555884B1 (en) Semiconductor device for providing a noise shield
TWI760324B (en) Apparatuses and systems for electron beam inspection
US9530836B2 (en) Semiconductor apparatus
JP6195031B1 (en) High frequency amplifier
US20090146313A1 (en) Semiconductor device
TW202312206A (en) Multi-beam generating unit with increased focusing power
US9397626B2 (en) Charge-sensitive amplifier
JP4906281B2 (en) Semiconductor device
CN100521161C (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP6965222B2 (en) Semiconductor device
JP7055534B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
US11189554B2 (en) Semiconductor device
US10607908B2 (en) Semiconductor device
JP2025144369A (en) electronic equipment
JP2005244077A (en) Semiconductor device
JP2017055007A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP6909057B2 (en) Silicon carbide semiconductor device and its manufacturing method
US20250300019A1 (en) Method for manufacturing electronic device and electronic device
US20240321545A1 (en) Semiconductor device
JP7791190B2 (en) Light receiving device, X-ray imaging device, and electronic device
JP2014003279A (en) Electron beam lithography apparatus
JP2025142975A (en) Electronic Devices
CN108962988A (en) High voltage metal oxide semiconductor element and manufacturing method thereof
JP4795915B2 (en) Electron emitter
WO2019123591A1 (en) Semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200703

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210812

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210921

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211020

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6965222

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151