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JP7654256B2 - Multi-finger semiconductor structure - Google Patents
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Description

本発明は、マルチフィンガー半導体構造に関する。 The present invention relates to a multi-finger semiconductor structure.

様々な産業分野で使われる大規模集積回路(以下、「LSI」という)は、低消費電力化が求められている。LSIの中でも特にMOS型電界効果トランジスタ(以下、「MOSFET」という)は、その低消費電力性から広く用いられている。 Large scale integrated circuits (hereafter referred to as "LSI") used in various industrial fields are required to consume less power. Among LSIs, metal oxide semiconductor field effect transistors (hereafter referred to as "MOSFETs") are widely used due to their low power consumption.

例えばMOSFETを用いたCMOSインバータでは、オン状態での消費電力Pactiveとオフ状態での消費電力Pstandbyは、以下の式で表される。
active∝f・Cload・VDD ・・・(1)
standby∝Ileak・VDD・・・(2)
ここで、fは動作周波数、Cloadは負荷容量、VDDは電源電圧、Ileakはオフリーク電流である。このように、Pactiveは電源電圧の2乗に比例し(式(1))、Pstandbyは電源電圧に比例する(式(2))。従ってMOSFETの低消費電力化においては、電源電圧をいかに低減できるかが鍵となる。
For example, in a CMOS inverter using MOSFETs, the power consumption P active in the on state and the power consumption P standby in the off state are expressed by the following equations.
P active ∝f・C load・V DD 2 ...(1)
P standby ∝I leak・V DD ...(2)
Here, f is the operating frequency, C load is the load capacitance, V DD is the power supply voltage, and I leak is the off-leak current. Thus, P active is proportional to the square of the power supply voltage (Equation (1)), and P standby is proportional to the power supply voltage (Equation (2)). Therefore, in order to reduce the power consumption of a MOSFET, the key is how to reduce the power supply voltage.

トランジスタのオン-オフのスイッチング特性は、サブスレッショルド係数(サブスレッショルド領域においてゲート電圧を変化させたときの、ドレイン電流の立ち上がり特性)により表される。すなわちサブスレッショルド係数Sは、ドレイン電流Iを一桁上げるのに必要なゲート電圧Vであって、

Figure 0007654256000001
で定義される。サブスレッショルド係数が小さければ小さいほど、スイッチング特性がよいため、より低い電源電圧でのスイッチングが可能である。しかしながら従来のMOSFETのサブスレッショルド係数には、電流伝導機構から決まる理論下限があり、その値は室温で約60(mV/dec)とされている。従って、従来のMOSFETでは、スイッチング動作可能な電源電圧にも下限がある。 The on-off switching characteristics of a transistor are expressed by the subthreshold coefficient (the rise characteristic of the drain current when the gate voltage is changed in the subthreshold region). That is, the subthreshold coefficient S is the gate voltage Vg required to increase the drain current Id by one digit, and is given by
Figure 0007654256000001
It is defined as: The smaller the subthreshold coefficient, the better the switching characteristics, and therefore switching is possible at a lower power supply voltage. However, the subthreshold coefficient of a conventional MOSFET has a theoretical lower limit determined by the current conduction mechanism, and this value is considered to be about 60 (mV/dec) at room temperature. Therefore, in a conventional MOSFET, there is also a lower limit to the power supply voltage at which switching operation is possible.

上述の理論下限を下回る電源電圧でスイッチングが可能な半導体デバイスを目指して、様々な研究が行われている。例えば、トンネル効果を利用したトンネル電界効果トランジスタや、強誘電体キャパシタと通常のキャパシタとを接続した際に発生するとされる負性容量効果を利用した負性容量効果トランジスタなどがその一例である。しかしながらこれらのデバイスは、理論的には優れた性能を持つことが期待される一方、実測結果ではまだ十分な特性が得られていない。 Various research projects are being conducted with the aim of developing semiconductor devices that can switch at a power supply voltage below the theoretical lower limit mentioned above. Examples include tunnel field effect transistors that use the tunnel effect, and negative capacitance effect transistors that use the negative capacitance effect that is believed to occur when a ferroelectric capacitor is connected to a normal capacitor. However, while these devices are theoretically expected to have excellent performance, actual measurements have not yet demonstrated sufficient characteristics.

J. Ida et al., “Super steep subthreshold slope PN-body tied SOI FET with ultra low drain voltage down to 0.1V,” in IEDM Tech. Dig., Washington, DC, USA, Dec. 2015, pp. 624.627, doi: 10.1109/IEDM.2015.7409761.J. Ida et al., “Super steep subthreshold slope PN-body tied SOI FET with ultra low drain voltage down to 0.1V,” in IEDM Tech. Dig., Washington, DC, USA, Dec. 2015, pp. 624.627, doi: 10.1109/IEDM.2015.7409761.

本発明者らは、従来のMOSFETにおける理論下限を下回るサブスレッショルド係数(以下、「SSサブスレッショルド勾配」(Super Steep Subthreshold Slope)と呼ぶ)を持つデバイスとして、MOSFETのボディコンタクト部に隣接して、当該ボディコンタクト部の不純物の型と反対の型の半導体層を備える半導体構造(PN body-tied(PNBT)SOI-FET。以下「PNBT SOI-FET」と呼ぶ)を考案した(例えば、非特許文献1参照)。 The inventors have devised a semiconductor structure (PN body-tied (PNBT) SOI-FET, hereinafter referred to as "PNBT SOI-FET") that has a semiconductor layer of the opposite type to the impurity type of the body contact portion adjacent to the body contact portion of a MOSFET as a device with a subthreshold slope (hereinafter referred to as "Super Steep Subthreshold Slope") that is lower than the theoretical lower limit of conventional MOSFETs (see, for example, Non-Patent Document 1).

このようなPNBT SOI-FETを、通常のマルチフィンガー接続を用いて並列接続すると、ゲート電圧(V)に対するドレイン電流(I)の特性(I-V特性)が、ドレイン電流の立ち上がり時に階段状に乱れるという問題がある。 When such PNBT SOI-FETs are connected in parallel using a normal multi-finger connection, there is a problem in that the drain current (I d ) versus gate voltage (V g ) characteristic (I d -V g characteristic) becomes disturbed in a step-like manner when the drain current rises.

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、I-V特性に乱れを生じることなく、PNBT SOI-FET同士を並列接続することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to connect PNBT SOI-FETs in parallel without disturbing the I d -V g characteristics.

上記課題を解決するために、本発明のある態様のマルチフィンガー半導体構造は、ソースと、ドレインと、第1ゲートと、ボディコンタクト部と、を含むMOSFETを備え、ボディコンタクト部とソースおよびドレインとの間に、ボディコンタクト部の不純物の型と反対の型の半導体層を備えた複数の単位半導体構造を並列にマルチフィンガー接続したマルチフィンガー半導体構造であって、ボディコンタクト部および半導体層は、一体化されている。 In order to solve the above problem, the multi-finger semiconductor structure of one embodiment of the present invention is a multi-finger semiconductor structure that includes a MOSFET including a source, a drain, a first gate, and a body contact portion, and that has a plurality of unit semiconductor structures that are multi-finger connected in parallel between the body contact portion and the source and drain, and that have a semiconductor layer of an impurity type opposite to that of the body contact portion, and the body contact portion and the semiconductor layer are integrated.

ある実施の形態では、単位半導体構造の各々は、半導体層の上に、第1ゲートに隣接して第2ゲートを備えてもよい。 In one embodiment, each unit semiconductor structure may include a second gate adjacent to the first gate on the semiconductor layer.

ある実施の形態では、第1ゲートと第2ゲートとの間隔は、50(nm)以下であってもよい。 In one embodiment, the distance between the first gate and the second gate may be 50 nm or less.

ある実施の形態では、ソースとドレインの不純物の型はそれぞれN型であり、ボディコンタクト部の不純物の型はP型であり、半導体層の不純物の型はN型であってもよい。 In one embodiment, the impurity type of the source and drain may be N-type, the impurity type of the body contact portion may be P-type, and the impurity type of the semiconductor layer may be N-type.

ある実施の形態では、ソースとドレインの不純物の型はそれぞれP型であり、ボディコンタクト部の不純物の型はN型であり、半導体層の不純物の型はP型であってもよい。 In one embodiment, the impurity type of the source and drain may be P-type, the impurity type of the body contact portion may be N-type, and the impurity type of the semiconductor layer may be P-type.

ある実施の形態では、MOSFETはSOIMOSFETであってもよい。 In one embodiment, the MOSFET may be a SOI MOSFET.

ある実施の形態では、単位半導体構造の第1ゲートは、当該単位半導体構造ごとに分離されていてもよい。 In one embodiment, the first gate of each unit semiconductor structure may be separated for each unit semiconductor structure.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。また、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。 In addition, any combination of the above components, and any conversion of the present invention between a method, device, system, etc., are also valid aspects of the present invention. In addition, any appropriate combination of the above-mentioned elements may be included in the scope of the invention for which patent protection is sought by this patent application.

本発明によれば、I-V特性に乱れを生じることなく、PNBT SOI-FET同士を並列接続することができる。 According to the present invention, PNBT SOI-FETs can be connected in parallel without causing any disturbance in the I d -V g characteristics.

第1の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造の単位半導体構造として用いるPNBT SOI-FETの構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of a PNBT SOI-FET used as a unit semiconductor structure of a multi-finger semiconductor structure according to a first embodiment; 図1のPNBT SOI-FETの構成を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the configuration of the PNBT SOI-FET of FIG. 図1のPNBT SOI-FETの構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the PNBT SOI-FET of FIG. 図1のPNBT SOI-FETの構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing the configuration of the PNBT SOI-FET of FIG. 図1~図4のPNBT SOI-FETの第1ゲート電圧に対するドレイン電流の特性を示すグラフである。5 is a graph showing characteristics of drain current versus first gate voltage of the PNBT SOI-FETs of FIGS. 1 to 4. 図1~図4のPNBT SOI-FETを単位半導体構造として、通常のマルチフィンガー接続を用いて並列接続したマルチフィンガー半導体構造の構成を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a multi-finger semiconductor structure in which the PNBT SOI-FETs of FIGS. 1 to 4 are connected in parallel as unit semiconductor structures using a normal multi-finger connection. 図6のマルチフィンガー半導体構造の構成を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing the configuration of the multi-finger semiconductor structure of FIG. 6. 図6~図7のマルチフィンガー半導体構造の第1ゲート電圧に対するドレイン電流の特性を示すグラフである。8 is a graph showing the characteristics of drain current versus first gate voltage of the multi-finger semiconductor structure of FIGS. 6-7; 第1の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造の構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a configuration of a multi-finger semiconductor structure according to a first embodiment; 図9のマルチフィンガー半導体構造の構成を示す平面図である。10 is a plan view showing the configuration of the multi-finger semiconductor structure of FIG. 9 . 図9~図10のマルチフィンガー半導体構造の第1ゲート電圧に対するドレイン電流の特性を示すグラフである。11 is a graph showing the characteristics of drain current versus first gate voltage of the multi-finger semiconductor structure of FIGS. 9 and 10. 第2の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造の単位半導体構造として用いるPNBT SOI-FETの構成を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a PNBT SOI-FET used as a unit semiconductor structure of a multi-finger semiconductor structure according to a second embodiment. 図12のPNBT SOI-FETの構成を示す正面図である。FIG. 13 is a front view showing the configuration of the PNBT SOI-FET of FIG. 12. 図12のPNBT SOI-FETの構成を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing the configuration of the PNBT SOI-FET of FIG. 図12のPNBT SOI-FETの構成を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the PNBT SOI-FET of FIG. 第3の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造の単位半導体構造として用いるPNBT SOI-FETの構成を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of a PNBT SOI-FET used as a unit semiconductor structure of a multi-finger semiconductor structure according to a third embodiment. 第4の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造の構成を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a configuration of a multi-finger semiconductor structure according to a fourth embodiment.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示す。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要でない部材の一部は省略して表示する。また、第1、第2などの序数を含む用語が多様な構成要素を説明するために用いられるが、こうした用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to the drawings based on a preferred embodiment. In the embodiments and modified examples, identical or equivalent components and parts are given the same reference numerals, and duplicated explanations are omitted as appropriate. The dimensions of the parts in each drawing are enlarged or reduced as appropriate for ease of understanding. Some parts that are not important for explaining the embodiment are omitted in each drawing. Furthermore, terms including ordinal numbers such as first and second are used to describe various components, but these terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and the components are not limited by these terms.

本明細書では、半導体の不純物の型に関し、N型不純物濃度の高いN型を「N+」、N型不純物濃度の低いN型を「N-」、P型不純物濃度の高いP型を「P+」、P型不純物濃度の低いP型を「P-」と表す。 In this specification, with regard to the type of semiconductor impurity, N-type with a high concentration of N-type impurities is represented as "N+", N-type with a low concentration of N-type impurities is represented as "N-", P-type with a high concentration of P-type impurities is represented as "P+", and P-type with a low concentration of P-type impurities is represented as "P-".

[PNBT SOI-FET]
具体的な実施の形態を説明する前に、基礎的な知見として、図1~図5を用いてPNBT SOI-FETについて説明する。図1は、PNBT SOI-FET1の構成を示す斜視図である。以下、PNBT SOI-FET1に対し、図1に示されるx軸、y軸、z軸および原点を設定して、3次元直交座標系を定める。図2は、PNBT SOI-FET1の構成を示す正面図である。すなわち図2は、PNBT SOI-FET1のx=0におけるyz平面図である。図3は、PNBT SOI-FET1の構成を示す平面図である。すなわち図3は、PNBT SOI-FET1のz=z3におけるxy平面図である。図4は、PNBT SOI-FET1の構成を示すA-A線断面図である。すなわち図4は、PNBT SOI-FET1のy=y4におけるzx平面図である。
[PNBT SOI-FET]
Before describing specific embodiments, a PNBT SOI-FET will be described as basic knowledge with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a PNBT SOI-FET1. Hereinafter, a three-dimensional orthogonal coordinate system is defined by setting the x-axis, y-axis, z-axis, and origin shown in FIG. 1 for the PNBT SOI-FET1. FIG. 2 is a front view showing the configuration of the PNBT SOI-FET1. That is, FIG. 2 is a yz plan view of the PNBT SOI-FET1 at x=0. FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the PNBT SOI-FET1. That is, FIG. 3 is an xy plan view of the PNBT SOI-FET1 at z=z3. FIG. 4 is a cross-sectional view of the PNBT SOI-FET1 along line A-A. That is, FIG. 4 is a zx plan view of the PNBT SOI-FET1 at y=y4.

PNBT SOI-FET1は、基板10と、埋め込み酸化膜12と、ソース14と、ドレイン16と、第1ゲート酸化膜18と、第1ゲート20と、チャネル22と、ボディコンタクト部24と、半導体層26とを備える。ソース14、ドレイン16、第1ゲート20およびボディコンタクト部24は、それぞれ、ソース端子、ドレイン端子、第1ゲート端子およびボディ端子を備える(いずれも不図示)。 The PNBT SOI-FET 1 comprises a substrate 10, a buried oxide film 12, a source 14, a drain 16, a first gate oxide film 18, a first gate 20, a channel 22, a body contact portion 24, and a semiconductor layer 26. The source 14, the drain 16, the first gate 20, and the body contact portion 24 each comprise a source terminal, a drain terminal, a first gate terminal, and a body terminal (none of which are shown).

基板10は、例えばシリコン(Si)基板であり、0≦x≦x6、0≦y≦y3、0≦z≦z1の領域に形成される。埋め込み酸化膜12は、例えば二酸化ケイ素(SiO)膜であり、0≦x≦x6、0≦y≦y3、z1≦z≦z2の領域に形成される。ソース14は、0≦x≦x1、y2≦y≦y3、z2≦z≦z3の領域に形成される。ドレイン16は、0≦x≦x1、0≦y≦y1、z2≦z≦z3の領域に形成される。ソース14とドレイン16は、N+である。第1ゲート酸化膜18は、例えば二酸化ケイ素(SiO)膜であり、0≦x≦x1、y1≦y≦y2、z3≦z≦z4の領域に形成される。すなわち第1ゲート酸化膜18の厚さは、z4-z3である。第1ゲート20は、例えばポリシリコンであり、0≦x≦x1、y1≦y≦y2、z4≦z≦z5の領域に形成される。なお本例では、第1ゲート20と第1ゲート酸化膜18は、製造等の便宜上、x1≦x≦x3、0≦y≦y3、z3≦z≦z5の領域にまで拡張され、上から見たときにT字形状となっている。しかしながら、このような拡張は必須ではない。チャネル22は、ソース14とドレイン16との間、すなわち、0≦x≦x1、y1≦y≦y2、z2≦z≦z3の領域に形成される。チャネル22はさらに、x1≦x≦x2、0≦y≦y3、z2≦z≦z3の領域、および、x2≦x≦x3、y1≦y≦y2、z2≦z≦z3の領域に拡張される。この結果、チャネル22は、図3に示すように上から見たときに十字架状となっている。このようにして、0≦x≦x1、0≦y≦y3、0≦z≦z5の領域に、N型のSOI(Silicon On Insulator)MOSFETが形成される。 The substrate 10 is, for example, a silicon (Si) substrate, and is formed in the region of 0≦x≦x6, 0≦y≦y3, and 0≦z≦z1. The buried oxide film 12 is, for example, a silicon dioxide (SiO 2 ) film, and is formed in the region of 0≦x≦x6, 0≦y≦y3, and z1≦z≦z2. The source 14 is formed in the region of 0≦x≦x1, y2≦y≦y3, and z2≦z≦z3. The drain 16 is formed in the region of 0≦x≦x1, 0≦y≦y1, and z2≦z≦z3. The source 14 and the drain 16 are N+. The first gate oxide film 18 is, for example, a silicon dioxide (SiO 2 ) film, and is formed in the region of 0≦x≦x1, y1≦y≦y2, and z3≦z≦z4. That is, the thickness of the first gate oxide film 18 is z4-z3. The first gate 20 is, for example, polysilicon, and is formed in the region of 0≦x≦x1, y1≦y≦y2, z4≦z≦z5. In this example, the first gate 20 and the first gate oxide film 18 are extended to the region of x1≦x≦x3, 0≦y≦y3, z3≦z≦z5 for convenience of manufacturing, etc., and are T-shaped when viewed from above. However, such extension is not essential. The channel 22 is formed between the source 14 and the drain 16, that is, in the region of 0≦x≦x1, y1≦y≦y2, z2≦z≦z3. The channel 22 is further extended to the region of x1≦x≦x2, 0≦y≦y3, z2≦z≦z3, and the region of x2≦x≦x3, y1≦y≦y2, z2≦z≦z3. As a result, the channel 22 is cross-shaped when viewed from above as shown in FIG. 3. In this manner, an N-type SOI (Silicon On Insulator) MOSFET is formed in the region of 0≦x≦x1, 0≦y≦y3, and 0≦z≦z5.

ボディコンタクト部24は、ボディ電位を固定するために、x5≦x≦x6、y1≦y≦y2、z2≦z≦z3の領域に形成される。ボディコンタクト部24は、P+である。半導体層26は、x4≦x≦x5、y1≦y≦y2、z2≦z≦z3の領域に形成される。すなわち半導体層26は、ボディコンタクト部24とチャネル22との間に形成される。さらに、半導体層26は、N-である。すなわち半導体層26の不純物の型(N型)は、ボディコンタクト部24の不純物の型(P型)と反対である。その結果、本比較例の半導体構造は、P型のボディコンタクト部を備える従来のボディタイ(Body tied)構造に、N型の半導体層26を追加した形になっている。これにより、ボディコンタクト部24と、ソース14およびドレイン16との間に、PNPN接合が形成される。 The body contact portion 24 is formed in the region of x5≦x≦x6, y1≦y≦y2, z2≦z≦z3 to fix the body potential. The body contact portion 24 is P+. The semiconductor layer 26 is formed in the region of x4≦x≦x5, y1≦y≦y2, z2≦z≦z3. That is, the semiconductor layer 26 is formed between the body contact portion 24 and the channel 22. Furthermore, the semiconductor layer 26 is N-. That is, the impurity type (N type) of the semiconductor layer 26 is opposite to the impurity type (P type) of the body contact portion 24. As a result, the semiconductor structure of this comparative example is a conventional body tied structure having a P-type body contact portion, to which the N-type semiconductor layer 26 is added. As a result, a PNPN junction is formed between the body contact portion 24 and the source 14 and the drain 16.

図5は、PNBT SOI-FET1の第1ゲート電圧(第1ゲート20にかかる電圧)に対するドレイン電流(ドレイン16を流れる電流)の特性(I-V特性)を示すグラフである。具体的には図5は、ボディ電圧(ボディコンタクト部24にかかる電圧)Vを、それぞれ、0(V)、0.2(V)、0.4(V)、0.6(V)、0.8(V)および1.0(V)にしたときの、第1ゲート電圧に対するドレイン電流の依存性を示す。ただし、Lg(第1ゲートの長さ)=y2-y1=1(μm)、Wg(第1ゲートの幅)=x1=1(μm)、Wb(半導体層26の幅)=x5-x4=1.2(μm)、V(ドレイン電圧)=0.1(V)、Vsub(基板電圧)=0(V)である。図5によれば、V>0.6(V)のときに、第1ゲート電圧に対するドレイン電流の立ち上がりが非常に急峻になっていることが分かる。すなわち、V>0.6(V)のとき、サブスレッショルド係数が60(mV/dec)を下回り、SSサブスレッショルド勾配が実現されている。SSサブスレッショルド勾配が発生する理由の1つは、従来のボディタイ構造に半導体層26を追加したことにより、ボディコンタクト部24からチャネル22に正孔を供給することでフローティングボディ効果が引き起こされるためと考えられる。 5 is a graph showing the characteristics (I d -V g characteristics) of the drain current (current flowing through drain 16) versus the first gate voltage (voltage applied to first gate 20) of PNBT SOI-FET 1. Specifically, FIG. 5 shows the dependency of the drain current on the first gate voltage when the body voltage (voltage applied to body contact portion 24) V b is set to 0 (V), 0.2 (V), 0.4 (V), 0.6 (V), 0.8 (V), and 1.0 (V), respectively, where Lg (length of first gate)=y2-y1=1 (μm), Wg (width of first gate)=x1=1 (μm), Wb (width of semiconductor layer 26)=x5-x4=1.2 (μm), V d (drain voltage)=0.1 (V), and V sub (substrate voltage)=0 (V). 5, it can be seen that when V b >0.6 (V), the rise of the drain current with respect to the first gate voltage becomes very steep. That is, when V b >0.6 (V), the subthreshold coefficient falls below 60 (mV/dec), and the SS subthreshold gradient is realized. One of the reasons why the SS subthreshold gradient occurs is thought to be that the addition of the semiconductor layer 26 to the conventional body-tie structure causes a floating body effect by supplying holes from the body contact portion 24 to the channel 22.

[PNBT SOI-FETのフィンガー接続(比較例)]
図6は、単位半導体構造1A、1B、1C、…を、通常のマルチフィンガー接続を用いて並列接続したマルチフィンガー半導体構造4の構成を示す斜視図である。図7は、マルチフィンガー半導体構造4の構成を示す平面図である。単位半導体構造1A、1B、1C、…は、それぞれ図1のPNBT SOI-FETである。マルチフィンガー半導体構造4は、実施の形態を考案する過程で、比較のために案出された比較例である。図6および7では3つの単位半導体構造1A、1B、1Cが示されるが、実際には任意の数の単位半導体構造が並列にマルチフィンガー接続されていると理解されたい。図示されるようにこのマルチフィンガー接続では、ボディコンタクト部は、単位半導体構造1A、1B、1C、…のボディコンタクト部24A、24B、24C、…ごとに分離されている。
[PNBT SOI-FET Finger Connection (Comparative Example)]
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a multi-finger semiconductor structure 4 in which unit semiconductor structures 1A, 1B, 1C, ... are connected in parallel using a normal multi-finger connection. FIG. 7 is a plan view showing a configuration of the multi-finger semiconductor structure 4. The unit semiconductor structures 1A, 1B, 1C, ... are the PNBT SOI-FETs shown in FIG. 1, respectively. The multi-finger semiconductor structure 4 is a comparative example devised for comparison in the process of devising the embodiment. Although three unit semiconductor structures 1A, 1B, 1C are shown in FIGS. 6 and 7, it should be understood that any number of unit semiconductor structures are actually connected in parallel in a multi-finger connection. As shown in the figure, in this multi-finger connection, the body contact portion is separated for each of the body contact portions 24A, 24B, 24C, ... of the unit semiconductor structures 1A, 1B, 1C, ....

図8は、図6および図7のマルチフィンガー半導体構造4の第1ゲート電圧(V)に対するドレイン電流(I)の特性(I-V特性)を示すグラフである。図示されるようにこのI-V特性では、急峻なSSサブスレッショルド勾配が実現されているものの、Vに対してIが階段状に変化する乱れが発生している。これは、マルチフィンガー半導体構造の性能を低下させる原因となる。 Fig. 8 is a graph showing the drain current (Id) versus first gate voltage ( Vg ) characteristic ( Id - Vg characteristic) of the multi-finger semiconductor structure 4 of Fig. 6 and Fig. 7. As shown in the figure, in this Id - Vg characteristic, a steep SS subthreshold gradient is realized, but disturbance occurs in which Id changes stepwise with respect to Vg . This causes a decrease in the performance of the multi-finger semiconductor structure.

[第1の実施の形態]
図9~図10を用いて、第1の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造5について説明する。前述の比較例のマルチフィンガー半導体構造4と共通する部分については説明を省略し、異なる部分に焦点を当てて説明する。図9は、マルチフィンガー半導体構造5の構成を示す斜視図である。図10は、マルチフィンガー半導体構造5の構成を示す平面図である。
[First embodiment]
A multi-finger semiconductor structure 5 according to a first embodiment will be described with reference to Figures 9 and 10. Explanation of parts common to the multi-finger semiconductor structure 4 of the comparative example described above will be omitted, and the explanation will focus on the differences. Figure 9 is a perspective view showing the configuration of the multi-finger semiconductor structure 5. Figure 10 is a plan view showing the configuration of the multi-finger semiconductor structure 5.

マルチフィンガー半導体構造5は、ソースと、ドレインと、第1ゲート20と、ボディコンタクト部24と、を含むMOSFETを備え、ボディコンタクト部24とソースおよびドレインとの間に、ボディコンタクト部24の不純物の型と反対の型の半導体層26を備えた複数の単位半導体構造1A、1B、1C、…を並列にマルチフィンガー接続したマルチフィンガー半導体構造であって、ボディコンタクト部24および半導体層26は、一体化されている。すなわち、マルチフィンガー半導体構造5は、単位半導体構造1A、1B、1C、…をマルチフィンガー接続を用いて並列接続して形成されるが、ボディコンタクト部24および半導体層26が一体化されているところに通常のマルチフィンガー接続にはない特徴がある。なおこの実施の形態では、ボディコンタクト部24だけでなく第1ゲート20も一体化されている。単位半導体構造1A、1B、1C、…の各々は、図1~図4に示されるPNBT SOI-FET1によって形成される。 The multi-finger semiconductor structure 5 is a multi-finger semiconductor structure that includes a MOSFET including a source, a drain, a first gate 20, and a body contact portion 24, and is a multi-finger semiconductor structure in which a plurality of unit semiconductor structures 1A, 1B, 1C, ... are connected in parallel with a multi-finger connection, each unit semiconductor structure having a semiconductor layer 26 of an impurity type opposite to that of the body contact portion 24 between the body contact portion 24 and the source and drain, and the body contact portion 24 and the semiconductor layer 26 are integrated. That is, the multi-finger semiconductor structure 5 is formed by connecting the unit semiconductor structures 1A, 1B, 1C, ... in parallel using a multi-finger connection, but has a feature that is not found in a normal multi-finger connection in that the body contact portion 24 and the semiconductor layer 26 are integrated. In this embodiment, not only the body contact portion 24 but also the first gate 20 are integrated. Each of the unit semiconductor structures 1A, 1B, 1C, ... is formed by the PNBT SOI-FET 1 shown in Figures 1 to 4.

図11は、図9および図10のマルチフィンガー半導体構造5の第1ゲート電圧(V)に対するドレイン電流(I)の特性(I-V特性)を示すグラフである。図示されるようにこのI-V特性では、階段状に変化する乱れが見られず、ON/OFF比の大きい急峻なSSサブスレッショルド勾配が実現されている。このように実施の形態のマルチフィンガー半導体構造では、比較例に対し、I-V特性に階段状に変化する乱れが発生しないため、性能低下が発生しない。 Fig. 11 is a graph showing the drain current ( Id ) characteristic ( Id - Vg characteristic) versus the first gate voltage ( Vg ) of the multi-finger semiconductor structure 5 of Figs. 9 and 10. As shown in the figure, the Id - Vg characteristic shows no step-like disturbance, and a steep SS subthreshold gradient with a large ON/OFF ratio is realized. Thus, in the multi-finger semiconductor structure of the embodiment, compared to the comparative example, no step-like disturbance occurs in the Id - Vg characteristic, and therefore no degradation in performance occurs.

本実施の形態によれば、I-V特性に乱れを生じることなく、PNBT SOI-FET同士を並列接続することができる。 According to this embodiment, PNBT SOI-FETs can be connected in parallel without causing any disturbance in the I d -V g characteristics.

[第2の実施の形態]
図12~図15を用いて、第2の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造について説明する。本実施の形態は、フィンガー接続の仕方は第1の実施の形態と同じだが、単位半導体構造の構成が異なる。
[Second embodiment]
A multi-finger semiconductor structure according to a second embodiment will be described with reference to Figures 12 to 15. In this embodiment, the method of finger connection is the same as in the first embodiment, but the configuration of the unit semiconductor structure is different.

図12は、第2の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造の単位半導体構造として用いるPNBT SOI-FET2の構成を示す斜視図である。図13は、PNBT SOI-FET2の構成を示す正面図である。すなわち図13は、PNBT SOI-FET2のx=0におけるyz平面図である。図14は、PNBT SOI-FET2の構成を示す平面図である。すなわち図14は、PNBT SOI-FET2のz=z3におけるxy平面図である。図15は、PNBT SOI-FET2の構成を示すB-B線断面図である。すなわち図15は、PNBT SOI-FET2のy=y4におけるzx平面図である。 Figure 12 is a perspective view showing the configuration of a PNBT SOI-FET2 used as a unit semiconductor structure of a multi-finger semiconductor structure according to the second embodiment. Figure 13 is a front view showing the configuration of the PNBT SOI-FET2. That is, Figure 13 is a yz plan view of the PNBT SOI-FET2 at x=0. Figure 14 is a plan view showing the configuration of the PNBT SOI-FET2. That is, Figure 14 is an xy plan view of the PNBT SOI-FET2 at z=z3. Figure 15 is a cross-sectional view along line B-B showing the configuration of the PNBT SOI-FET2. That is, Figure 15 is a zx plan view of the PNBT SOI-FET2 at y=y4.

PNBT SOI-FET2は、基板10と、埋め込み酸化膜12と、ソース14と、ドレイン16と、第1ゲート酸化膜18と、第1ゲート20と、チャネル22と、ボディコンタクト部24と、半導体層26と、第2ゲート酸化膜28と、第2ゲート30とを備える。すなわちPNBT SOI-FET2は、PNBT SOI-FET1の構成に加えて、第2ゲート酸化膜28と、第2ゲート30とを備える。第2ゲート30は、第2ゲート端子を備える(不図示)。PNBT SOI-FET2のその他の構成は、PNBT SOI-FET1の構成と共通である。 The PNBT SOI-FET2 comprises a substrate 10, a buried oxide film 12, a source 14, a drain 16, a first gate oxide film 18, a first gate 20, a channel 22, a body contact portion 24, a semiconductor layer 26, a second gate oxide film 28, and a second gate 30. That is, the PNBT SOI-FET2 comprises the second gate oxide film 28 and the second gate 30 in addition to the configuration of the PNBT SOI-FET1. The second gate 30 comprises a second gate terminal (not shown). The other configuration of the PNBT SOI-FET2 is the same as that of the PNBT SOI-FET1.

第2ゲート酸化膜28は、例えば二酸化ケイ素(SiO)膜であり、x4≦x≦x5、y1≦y≦y2、z3≦z≦z4の領域に形成される。すなわち第2ゲート酸化膜28は、半導体層26の上に形成され、その厚さはz4-z3である。第2ゲート30は、例えばポリシリコンであり、x4≦x≦x5、0≦y≦y3、z4≦z≦z5の領域に形成される。すなわち第2ゲート30は、半導体層26の上に、第1ゲート20に隣接して形成される。第2ゲート30は、第2ゲート酸化膜28によって、半導体層26と絶縁される。第2ゲート30は、埋め込み酸化膜12によって、第1ゲート20と絶縁される。第1ゲート20と第2ゲート30との間隔(すなわち、この領域における埋め込み酸化膜12の厚さ)は、x3-x2である。 The second gate oxide film 28 is, for example, a silicon dioxide (SiO 2 ) film, and is formed in the region where x4≦x≦x5, y1≦y≦y2, and z3≦z≦z4. That is, the second gate oxide film 28 is formed on the semiconductor layer 26, and its thickness is z4-z3. The second gate 30 is, for example, polysilicon, and is formed in the region where x4≦x≦x5, 0≦y≦y3, and z4≦z≦z5. That is, the second gate 30 is formed on the semiconductor layer 26 adjacent to the first gate 20. The second gate 30 is insulated from the semiconductor layer 26 by the second gate oxide film 28. The second gate 30 is insulated from the first gate 20 by the buried oxide film 12. The distance between the first gate 20 and the second gate 30 (that is, the thickness of the buried oxide film 12 in this region) is x3-x2.

第2ゲート30を上記のように構成することにより、PNBT SOI-FET2をx方向に見たときに、ボディコンタクト部24(P+)をソース領域、チャネル22(P-)をドレイン領域、第2ゲート30をゲート領域とするP型のSOIMOSFETが形成されることが分かる。 By configuring the second gate 30 as described above, when the PNBT SOI-FET 2 is viewed in the x-direction, it can be seen that a P-type SOIMOSFET is formed in which the body contact portion 24 (P+) serves as the source region, the channel 22 (P-) serves as the drain region, and the second gate 30 serves as the gate region.

PNBT SOI-FET2の第2ゲート30に印加する第2ゲート電圧を制御することにより、動作電圧0.1(V)以下で、SSサブスレッショルド勾配を実現できることが期待される。これは、V>0.6(V)のときにのみSSサブスレッショルド勾配を実現できるPNBT SOI-FET1に対して大きな利点を持つ。具体的には、PNBT SOI-FET2は、PNBT SOI-FET1より低い消費電力でスイッチングが可能である。 It is expected that by controlling the second gate voltage applied to the second gate 30 of the PNBT SOI-FET2, the SS subthreshold slope can be realized at an operating voltage of 0.1 (V) or less. This is a great advantage over the PNBT SOI-FET1, which can realize the SS subthreshold slope only when V b >0.6 (V). Specifically, the PNBT SOI-FET2 can perform switching with lower power consumption than the PNBT SOI-FET1.

本実施の形態によれば、低ボディ電圧でSSサブスレッショルド勾配が得られるので、低消費電力でスイッチング可能な半導体デバイスを実現することができる。 According to this embodiment, an SS subthreshold slope can be obtained with a low body voltage, making it possible to realize a semiconductor device that can be switched with low power consumption.

第1ゲート20と第2ゲート30との間隔は、所定の長さより短いことが望ましい。シミュレーションによれば、特に第1ゲート20と第2ゲート30との間隔が50(nm)以下であるときに、スイッチング性能が著しく改善することが分かった。 It is desirable that the distance between the first gate 20 and the second gate 30 be shorter than a predetermined length. Simulations have shown that switching performance is significantly improved, particularly when the distance between the first gate 20 and the second gate 30 is 50 nm or less.

[第3の実施の形態]
図16は、第3の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造の単位半導体構造として用いるPNBT SOI-FET3の構成を示す斜視図である。PNBT SOI-FET3は、基板10と、埋め込み酸化膜12と、ソース140と、ドレイン160と、第1ゲート酸化膜18と、第1ゲート200と、チャネル220と、ボディコンタクト部240と、半導体層260と、第2ゲート酸化膜280と、第2ゲート300とを備える。PNBT SOI-FET3は、PNBT SOI-FET2と類似した構造であるが、各構成の不純物の型がPNBT SOI-FET2と反対である点で異なる。すなわち、PNBT SOI-FET3の各構成に関し、ソース140はPNBT SOI-FET2のソース14に対応し、ドレイン160はPNBT SOI-FET2のドレイン16に対応し、第1ゲート200はPNBT SOI-FET2の第1ゲート20に対応し、チャネル220はPNBT SOI-FET2のチャネル22に対応し、ボディコンタクト部240はPNBT SOI-FET2のボディコンタクト部24に対応し、半導体層260はPNBT SOI-FET2の半導体層26に対応し、第2ゲート300はPNBT SOI-FET2の第2ゲート30に対応する。ソース140とドレイン160は、P+である。ボディコンタクト部240は、N+である。半導体層260は、P-である。すなわちPNBT SOI-FET3では、基板10、埋め込み酸化膜12、ソース140、ドレイン160、第1ゲート酸化膜18、第1ゲート200およびチャネル220によって、P型のSOIMOSFETが形成される。またPNBT SOI-FET3の各端子にかかる電圧は、PNBT SOI-FET2の各端子にかかる電圧と正負が逆となる。PNBT SOI-FET3の各構成の位置や寸法は、PNBT SOI-FET2の対応する各構成と類似する。
[Third embodiment]
16 is a perspective view showing the configuration of a PNBT SOI-FET3 used as a unit semiconductor structure of a multi-finger semiconductor structure according to the third embodiment. The PNBT SOI-FET3 includes a substrate 10, a buried oxide film 12, a source 140, a drain 160, a first gate oxide film 18, a first gate 200, a channel 220, a body contact portion 240, a semiconductor layer 260, a second gate oxide film 280, and a second gate 300. The PNBT SOI-FET3 has a similar structure to the PNBT SOI-FET2, but differs from the PNBT SOI-FET2 in that the type of impurities in each component is opposite to that of the PNBT SOI-FET2. That is, with respect to each component of the PNBT SOI-FET 3, the source 140 corresponds to the source 14 of the PNBT SOI-FET 2, the drain 160 corresponds to the drain 16 of the PNBT SOI-FET 2, the first gate 200 corresponds to the first gate 20 of the PNBT SOI-FET 2, the channel 220 corresponds to the channel 22 of the PNBT SOI-FET 2, the body contact portion 240 corresponds to the body contact portion 24 of the PNBT SOI-FET 2, the semiconductor layer 260 corresponds to the semiconductor layer 26 of the PNBT SOI-FET 2, and the second gate 300 corresponds to the second gate 30 of the PNBT SOI-FET 2. The source 140 and the drain 160 are P+. The body contact portion 240 is N+. The semiconductor layer 260 is P-. That is, in the PNBT SOI-FET3, a P-type SOIMOSFET is formed by the substrate 10, the buried oxide film 12, the source 140, the drain 160, the first gate oxide film 18, the first gate 200, and the channel 220. The voltage applied to each terminal of the PNBT SOI-FET3 is opposite in polarity to the voltage applied to each terminal of the PNBT SOI-FET2. The position and dimensions of each component of the PNBT SOI-FET3 are similar to the corresponding components of the PNBT SOI-FET2.

PNBT SOI-FET3でもPNBT SOI-FET2と同様に、低ボディ電圧でSSサブスレッショルド勾配が得られる。従って、本実施の形態によれば、低消費電力でスイッチング可能な半導体デバイスを実現することができる。 As with PNBT SOI-FET2, PNBT SOI-FET3 also provides an SS subthreshold slope at a low body voltage. Therefore, according to this embodiment, a semiconductor device capable of switching with low power consumption can be realized.

上述の実施の形態は、SiベースのSOIMOSFETを基本に構成された。しかしながら本発明はこれに限られず、ゲルマニウム(Ge)やシリコンゲルマニウム(SiGe)などの他の半導体材料でも実現可能である。 The above-described embodiment is based on a Si-based SOIMOSFET. However, the present invention is not limited to this, and can be realized with other semiconductor materials such as germanium (Ge) and silicon germanium (SiGe).

[第4の実施の形態]
図17は、第4の実施の形態に係るマルチフィンガー半導体構造6の構成を示す平面図である。マルチフィンガー半導体構造6は、ソースと、ドレインと、第1ゲート20A、20B、20C、…と、ボディコンタクト部24と、を含むMOSFETを備え、ボディコンタクト部24とソースおよびドレインとの間に、ボディコンタクト部24の不純物の型と反対の型の半導体層26を備えた複数の単位半導体構造2A、2B、2C、…を並列にマルチフィンガー接続したマルチフィンガー半導体構造であって、ボディコンタクト部24および半導体層26は一体化されている。単位半導体構造2A、2B、2C、…の各第1ゲート20A、20B、20C、…は、当該単位半導体構造ごとに分離されている。すなわち、マルチフィンガー半導体構造5は、単位半導体構造2A、2B、2C、…をマルチフィンガー接続を用いて並列接続して形成されるが、単位半導体構造2A、2B、2C、…の各第1ゲート20A、20B、20C、…が一体化されずに、当該単位半導体構造ごとに分離されている点で、図1のマルチフィンガー半導体構造5と異なる。単位半導体構造2A、2B、2C、…の各々は、図1~図4に示されるPNBT SOI-FET1によって形成される。
[Fourth embodiment]
17 is a plan view showing a configuration of a multi-finger semiconductor structure 6 according to a fourth embodiment. The multi-finger semiconductor structure 6 includes a MOSFET including a source, a drain, first gates 20A, 20B, 20C, ..., and a body contact portion 24, and is a multi-finger semiconductor structure in which a plurality of unit semiconductor structures 2A, 2B, 2C, ..., each including a semiconductor layer 26 of an impurity type opposite to that of the body contact portion 24, are connected in parallel in a multi-finger manner between the body contact portion 24 and the source and drain, and the body contact portion 24 and the semiconductor layer 26 are integrated. The first gates 20A, 20B, 20C, ... of the unit semiconductor structures 2A, 2B, 2C, ... are separated for each unit semiconductor structure. That is, the multi-finger semiconductor structure 5 is formed by connecting unit semiconductor structures 2A, 2B, 2C, ... in parallel using a multi-finger connection, but differs from the multi-finger semiconductor structure 5 in Fig. 1 in that the first gates 20A, 20B, 20C, ... of the unit semiconductor structures 2A, 2B, 2C, ... are not integrated but are separated for each unit semiconductor structure. Each of the unit semiconductor structures 2A, 2B, 2C, ... is formed by the PNBT SOI-FET 1 shown in Figs. 1 to 4.

本実施の形態によれば、ボディコンタクト部および半導体層を一体化することによりI-V特性の乱れの発生を防ぎつつ、第1ゲートを半導体構造ごとに分離することにより第1ゲートの容積を低減させることができる。 According to this embodiment, the body contact portion and the semiconductor layer are integrated to prevent disturbance in the I d -V g characteristics, while the volume of the first gate can be reduced by separating the first gate for each semiconductor structure.

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや工程の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。 Although the present invention has been described above with reference to the above-mentioned embodiments, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and suitable combinations or substitutions of the configurations of the embodiments are also included in the present invention. In addition, it is possible to suitably rearrange the combinations and order of steps in each embodiment based on the knowledge of a person skilled in the art, and to make modifications such as various design changes to each embodiment, and embodiments to which such modifications have been made are also included in the scope of the present invention.

実施形態では、低消費電力でスイッチングが可能なMOSFETの基本的な構造を例示した。しかしながら本発明はこれに限られず、例えば第1実施形態と第2実施形態を組み合わせて、CMOS(Complementary MOS)やトランスミッションゲートを構成してもよい。 In the embodiment, the basic structure of a MOSFET capable of switching with low power consumption is exemplified. However, the present invention is not limited to this, and for example, the first and second embodiments may be combined to configure a CMOS (Complementary MOS) or a transmission gate.

これらの変形例は実施の形態と同様の作用、効果を奏する。 These variations have the same effects and advantages as the embodiment.

上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる各実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。 Any combination of the above-described embodiments and modifications is also useful as an embodiment of the present invention. The new embodiment resulting from the combination has the combined effects of each of the combined embodiments and modifications.

1・・PNBT SOI-FET、
1A・・単位半導体構造、
1B・・単位半導体構造、
1C・・単位半導体構造、
2・・PNBT SOI-FET、
2A・・単位半導体構造、
2B・・単位半導体構造、
2C・・単位半導体構造、
3・・PNBT SOI-FET、
4・・マルチフィンガー半導体構造、
5・・マルチフィンガー半導体構造、
6・・マルチフィンガー半導体構造、
10・・基板、
12・・埋め込み酸化膜、
14・・ソース、
16・・ドレイン、
18・・第1ゲート酸化膜、
20・・第1ゲート、
20A・・第1ゲート、
20B・・第1ゲート、
20C・・第1ゲート、
22・・チャネル、
24・・ボディコンタクト部、
24A・・ボディコンタクト部、
24B・・ボディコンタクト部、
24C・・ボディコンタクト部、
26・・半導体層、
26A・・半導体層、
26B・・半導体層、
26C・・半導体層、
28・・第2ゲート酸化膜、
30・・第2ゲート、
140・・ソース、
160・・ドレイン、
200・・第1ゲート、
220・・チャネル、
240・・ボディコンタクト部、
260・・半導体層、
280・・第2ゲート酸化膜、
300・・第2ゲート。
1...PNBT SOI-FET,
1A...Unit semiconductor structure,
1B...Unit semiconductor structure,
1C...Unit semiconductor structure,
2...PNBT SOI-FET,
2A: Unit semiconductor structure;
2B: Unit semiconductor structure;
2C: Unit semiconductor structure;
3...PNBT SOI-FET,
4. Multi-finger semiconductor structure,
5. Multi-finger semiconductor structure,
6. Multi-finger semiconductor structure,
10... Substrate,
12. Buried oxide film,
14. Sauce,
16. Drain,
18: First gate oxide film
20. First gate,
20A: First gate,
20B: First gate,
20C: First gate,
22...channel,
24: Body contact portion,
24A: Body contact portion,
24B: Body contact portion,
24C: Body contact portion,
26: Semiconductor layer,
26A: Semiconductor layer,
26B: Semiconductor layer,
26C: Semiconductor layer,
28: Second gate oxide film
30. Second gate,
140. Sauce,
160. Drain,
200: First gate,
220...channels,
240: Body contact portion,
260: Semiconductor layer,
280: second gate oxide film,
300...Second gate.

Claims (7)

ソースと、ドレインと、第1ゲートと、ボディコンタクト部と、を含むMOSFETを備え、前記ボディコンタクト部と前記ソースおよび前記ドレインとの間に、前記ボディコンタクト部の不純物の型と反対の型の半導体層を備えた複数の単位半導体構造を並列にマルチフィンガー接続したマルチフィンガー半導体構造であって、
前記ボディコンタクト部および前記半導体層は、一体化されていることを特徴とするマルチフィンガー半導体構造。
A multi-finger semiconductor structure includes a MOSFET including a source, a drain, a first gate, and a body contact portion, and a plurality of unit semiconductor structures including a semiconductor layer of an impurity type opposite to that of the body contact portion are connected in parallel in a multi-finger manner between the body contact portion and the source and the drain,
A multi-finger semiconductor structure, wherein the body contact portion and the semiconductor layer are integrated.
前記単位半導体構造の各々は、前記半導体層の上に、前記第1ゲートに隣接して第2ゲートを備えることを特徴とする請求項1に記載のマルチフィンガー半導体構造。 The multi-finger semiconductor structure of claim 1, wherein each of the unit semiconductor structures includes a second gate on the semiconductor layer adjacent to the first gate. 前記第1ゲートと前記第2ゲートとの間隔は、50(nm)以下である請求項2に記載のマルチフィンガー半導体構造。 The multi-finger semiconductor structure according to claim 2, wherein the distance between the first gate and the second gate is 50 nm or less. 前記ソースと前記ドレインの不純物の型はそれぞれN型であり、前記ボディコンタクト部の不純物の型はP型であり、前記半導体層の不純物の型はN型である、請求項1から3のいずれかに記載のマルチフィンガー半導体構造。 The multi-finger semiconductor structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the impurity types of the source and the drain are N-type, the impurity type of the body contact portion is P-type, and the impurity type of the semiconductor layer is N-type. 前記ソースと前記ドレインの不純物の型はそれぞれP型であり、前記ボディコンタクト部の不純物の型はN型であり、前記半導体層の不純物の型はP型である、請求項1から3のいずれかに記載のマルチフィンガー半導体構造。 The multi-finger semiconductor structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the impurity types of the source and the drain are P-type, the impurity type of the body contact portion is N-type, and the impurity type of the semiconductor layer is P-type. 前記MOSFETはSOIMOSFETである請求項1から5のいずれかに記載のマルチフィンガー半導体構造。 The multi-finger semiconductor structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the MOSFET is an SOI MOSFET. 前記単位半導体構造の第1ゲートは、当該単位半導体構造ごとに分離されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のマルチフィンガー半導体構造。 The multi-finger semiconductor structure according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the first gate of the unit semiconductor structure is separated for each unit semiconductor structure.
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