(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレインと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域および前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であり、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域と前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域および前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダとインバータと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダとインバータの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置され、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項４あるいは請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域と前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域および前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であり、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置され、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項５〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第一のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域と前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域および前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダとインバータと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダとインバータの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置され、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置され、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤデコーダおよびインバータを構成する第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド層を介して共通接続されることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型のデコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、          
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であり、
前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置され、
前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
電源線、基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であり、
前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置。
【請求項１８】
ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第一のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
電源線、基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置され、
前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置されることを特徴とする半導体装置。
【請求項１９】
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダを構成する前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド層を介して共通接続されることを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された第２のアドレス信号線に接続されることを特徴とする請求項１８〜請求項１９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、半導体集積回路は大規模化されており、最先端のＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）では、トランジスタの数が１Ｇ（ギガ）個にも達する半導体チップが開発されており、従来の平面形成トランジスタ、いわゆるプレーナー型トランジスタは、非特許文献１に示されるように、ＰＭＯＳを形成するＮ−ｗｅｌｌ領域とＮＭＯＳを形成するＰ型シリコン基板（あるいはＰ−ｗｅｌｌ領域）を完全に分離する必要があり、また、Ｎ−ｗｅｌｌ領域およびＰ型シリコン基板には、それぞれ電位を与えるボディ端子が必要であり、さらに面積が大きくなる要因となっている。【０００３】
この課題を解決する手段として、基板に対してソース、ゲート、ドレインが垂直方向に配置され、ゲートが島状半導体層を取り囲む構造のＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ  Ｇａｔｅ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＳＧＴ）が提案され、ＳＧＴの製造方法、ＳＧＴを用いたＣＭＯＳインバータ、ＮＡＮＤ回路あるいはＳＲＡＭセルが開示されている。例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４を参照。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＣＭＯＳ  ＯＰアンプ回路実務設計の基礎（吉澤浩和  著）ＣＱ出版社  ｐａｇｅ２３
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１３０５９６号公報
【特許文献２】特許第５０３１８０９号公報
【特許文献３】特許第４７５６２２１号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００９／０９６４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１５、図１６、図１７に、ＳＧＴを用いたインバータの回路図とレイアウト図を示している。
図１５は、インバータの回路図であり、ＱｐはＰチャネルＭＯＳトランジスタ（以下ＰＭＯＳトランジスタと称す）、ＱｎはＮチャネルＭＯSトランジスタ（以下ＮＭＯＳトランジスタと称す）、ＩＮは入力信号、ＯＵＴは出力信号、Ｖｃｃは電源、Ｖｓｓは基準電源である。【０００７】
図１６には、図１５のインバータをＳＧＴで構成したレイアウトの平面図を示す。また、図１７には、図１６の平面図におけるカットラインＡ−Ａ’方向の断面図を示す。
図１６、図１７において、基板上に形成された埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ）１などの絶縁膜上に平面状シリコン層２ｐ、２ｎが形成され、上記平面状シリコン層２ｐ、２ｎは不純物注入等により、それぞれｐ＋拡散層、ｎ＋拡散層から構成される。３は、平面状シリコン層（２ｐ、２ｎ）の表面に形成されるシリサイド層であり、前記平面状シリコン層２ｐ、２ｎを接続する。４ｎはｎ型シリコン柱、４ｐはｐ型シリコン柱、５は、シリコン柱４ｎ、４ｐを取り囲むゲート絶縁膜、６はゲート電極、６ａはゲート配線である。シリコン柱４ｎ、４ｐの最上部には、それぞれｐ＋拡散層７ｐ、ｎ＋拡散層７ｎが不純物注入等により形成される。８はゲート絶縁膜５等を保護するためのシリコン窒化膜、９ｐ、９ｎはｐ＋拡散層７ｐ、ｎ＋拡散層７ｎに接続されるシリサイド層、１０ｐ、１０ｎは、シリサイド層９ｐ、９ｎとメタル配線１３ａ、１３ｂとをそれぞれ接続するコンタクト、１１は、ゲート配線６ａとメタル配線１３ｃを接続するコンタクトである。【０００８】
シリコン柱４ｎ、拡散層２ｐ、拡散層７ｐ、ゲート絶縁膜５、ゲート電極６により、ＰＭＯＳトランジスタＱｐを構成し、シリコン柱４ｐ、拡散層２ｎ、拡散層７ｎ、ゲート絶縁膜５、ゲート電極６により、ＮＭＯＳトランジスタＱｎを構成する。拡散層７ｐ、７ｎはソース、拡散層２ｐ、２ｎはドレインとなる。メタル配線１３ａには電源Ｖｃｃが供給され、メタル配線１３ｂには基準電源Ｖｓｓが供給され、メタル配線１３ｃには、入力信号ＩＮが接続される。また、ＰＭＯＳトランジスタＱｐのドレイン拡散層２ｐとＮＭＯＳトランジスタＱｎのドレイン拡散層２ｎを接続するシリサイド層３が出力ＯＵＴとなる。【０００９】
図１５、図１６、図１７で示したＳＧＴを用いたインバータは、ＰＭＯＳトランジスタ、ＮＭＯＳトランジスタが構造上完全に分離されており、プレーナトランジスタのように、ｗｅｌｌ分離が必要なく、さらに、シリコン柱はフローティングボディとなるため、プレーナトランジスタのように、ｗｅｌｌへ電位を供給するボディ端子も必要なく、非常にコンパクトにレイアウト（配置）ができることが特徴である。【００１０】
本発明は、このＳＧＴの特徴を利用して、面積が最小になるデコーダを構成する半導体装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記の目的を達成する本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレインと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレインは互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースおよび前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であることを特徴とする。【００１２】
（２）本発明の好ましい態様では、前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００１３】
（３）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。【００１４】
（４）本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレインと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレインは互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースおよび前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダとインバータと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダとインバータの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置されることを特徴とする。【００１５】
（５）本発明の好ましい態様では、前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００１６】
（６）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。【００１７】
（７）本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第一のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレインと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレインは互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースおよび前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であることを特徴とする。【００１８】
（８）本発明の好ましい態様では、前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００１９】
（９）また、別の態様では、前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置され、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００２０】
（１０）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。【００２１】
（１１）本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される６つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記インバータは、
第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第一のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されて前記第１の出力端子（ＤＥＣ１）と接続され、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレインと前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレインは互いに接続されて第２の出力端子（ＳＥＬ１）となり、
前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースおよび前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、それぞれ電源線および基準電源線に接続され、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダとインバータと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダとインバータの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置されることを特徴とする。【００２２】
（１２）本発明の好ましい態様では、前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタあるいは前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００２３】
（１３）また、別の態様では、前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域はシリコン柱より基板側に配置され、
前記６つのトランジスタは、前記第３のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００２４】
（１４）また、別の態様では、前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤデコーダおよびインバータを構成する第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第３のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド層を介して共通接続される。【００２５】
（１５）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。【００２６】
（１６）本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であることを特徴とする。【００２７】
（１７）本発明の好ましい態様では、前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００２８】
（１８）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。【００２９】
（１９）本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、シリコン柱より基板側に配置され、互いにシリサイド領域を介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とコンタクトを介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソースは、コンタクトを介して電源線に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して基準電源線に接続されており、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダとインバータと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置されることを特徴とする。【００３０】
（２０）本発明の好ましい態様では、前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００３１】
（２１）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。【００３２】
（２２）本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第一のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、
第１のアドレス信号線と、
第２のアドレス信号線と、
を有し、
互いに接続された、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１のアドレス信号線に接続され、
互いに接続された、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第２のアドレス信号線に接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のアドレス信号線および前記第２のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置するように構成可能であることを特徴とする。【００３３】
（２３）本発明の好ましい態様では、前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００３４】
（２４）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。【００３５】
（２５）本発明に係る半導体装置は、ソース、ドレイン及びゲートが、基板と垂直な方向に階層的に配置される４つのトランジスタを、基板上に第１の方向に１列に配列することによりＮＡＮＤ型デコーダを構成する半導体装置であって、
前記各トランジスタは、
シリコン柱と、
前記シリコン柱の側面を取り囲む絶縁体と、
前記絶縁体を囲むゲートと、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるソース領域と、
前記シリコン柱の上部又は下部に配置されるドレイン領域であって、前記シリコン柱に対して前記ソース領域と反対側に配置されるドレイン領域とを備え、
前記ＮＡＮＤ型デコーダは、少なくとも、
第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと、
第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタと、
で構成され、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは互いに接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第一のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリコン柱より基板側に配置されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域はシリコン柱より基板側に配置されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、互いにコンタクトを介して接続されて第１の出力端子（ＤＥＣ１）となり、
前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン領域とシリサイド領域を介して接続されており、
前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド領域を介して電源供給端子に接続されており、
前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、コンタクトを介して基準電源端子に接続され、
前記半導体装置は、
第１のｊ本のアドレス信号線と、
第２のｋ本のアドレス信号線と、
ｊ×ｋ個の前記ＮＡＮＤ型デコーダと、
を有し、
前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤ型デコーダの各々は、
互いに接続された前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第１のｊ本のアドレス信号線のいずれか１つに接続され、
互いに接続された前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは前記第２のｋ本のアドレス信号線のいずれか1つに接続され、
前記電源線、前記基準電源線、前記第１のｊ本のアドレス信号線および前記第２のｋ本のアドレス信号線は、前記第１の方向と垂直方向の第２の方向に延在配置されることを特徴とする。【００３６】
（２６）本発明の好ましい態様では、前記４つのトランジスタは、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタ、前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタの順番に、１列に配置される。【００３７】
（２７）また、別の態様では、前記ｊ×ｋ個のＮＡＮＤデコーダを構成する前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタおよび前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタのソース領域は、シリサイド層を介して共通接続される。【００３８】
（２８）また、別の態様では、前記第１のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第１のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第１のアドレス信号線に接続され、前記第２のＰチャネルＭＯＳトランジスタと前記第２のＮチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、前記第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線により接続されるとともに第２の方向に延在配置された第２メタル配線層の配線により構成された前記第２のアドレス信号線に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１のデコーダを示す等価回路図である。
【図２ａ】本発明の実施例１のデコーダの平面図である。
【図２ｂ】本発明の実施例１のデコーダの平面図である。
【図３ａ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図３ｂ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図３ｃ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図３ｄ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図３ｅ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図３ｆ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図３ｇ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図３ｈ】本発明の実施例１のデコーダの断面図である。
【図４】本発明の実施例２のデコーダを示す等価回路図である。
【図５】本発明の実施例２のデコーダのアドレスマップである。
【図６ａ】本発明の実施例２のデコーダの平面図である。
【図６ｂ】本発明の実施例２のデコーダの平面図である。
【図６ｃ】本発明の実施例２のデコーダの平面図である。
【図７ａ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｂ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｃ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｄ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｅ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｆ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｇ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｈ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｉ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｊ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｋ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｌ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｍ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｎ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｐ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｑ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図７ｒ】本発明の実施例２のデコーダの断面図である。
【図８】本発明の実施例３のデコーダを示す等価回路図である。
【図９】本発明の実施例３のデコーダの平面図である。
【図１０ａ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｂ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｃ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｄ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｅ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｆ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｇ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｈ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｉ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１０ｊ】本発明の実施例３のデコーダの断面図である。
【図１１ａ】本発明の実施例４のデコーダを示す等価回路図である。
【図１１ｂ】本発明の実施例４のデコーダを示す等価回路図である。
【図１２】本発明の実施例４のデコーダのアドレスマップである。
【図１３ａ】本発明の実施例４のデコーダの平面図である。
【図１３ｂ】本発明の実施例４のデコーダの平面図である。
【図１３ｃ】本発明の実施例４のデコーダの平面図である。
【図１３ｄ】本発明の実施例４のデコーダの平面図である。
【図１３ｅ】本発明の実施例４のデコーダの平面図である。
【図１３ｆ】本発明の実施例４のデコーダの平面図である。
【図１４ａ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｂ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｃ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｄ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｅ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｆ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｇ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｈ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｉ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｊ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｋ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｌ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｍ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｎ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｐ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｑ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｒ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｓ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１４ｔ】本発明の実施例４のデコーダの断面図である。
【図１５】従来例を示すインバータの等価回路である。
【図１６】ＳＧＴで構成した従来のインバータの平面図である。
【図１７】ＳＧＴで構成した従来のインバータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
（本発明の実施例に適用する等価回路）
図１に本発明に適用する２入力ＮＡＮＤ回路により構成された２入力ＮＡＮＤデコーダおよびインバータの等価回路図を示す。Ｔｐ１１、Ｔｐ１２およびＴｐ１３は、ＳＧＴで構成されたＰＭＯＳトランジスタ、Ｔｎ１１、Ｔｎ１２およびＴｎ１３は、同じくＳＧＴで構成されたＮＭＯＳトランジスタである。前記ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１およびＴｐ１２のソースは電源Ｖｃｃに接続され、ドレインは共通に出力端子ＤＥＣ１に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のドレインは前記出力端子ＤＥＣ１に接続され、ソースはＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のドレインに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のソースは基準電源Ｖｓｓに接続される。また、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲートにはアドレス信号線Ａ１が接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲートにはアドレス信号線Ａ２が接続される。
【００４１】
また、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のドレインは共通に接続されて出力ＳＥＬ１となり、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３のソースには電源Ｖｃｃが供給され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のソースには基準電源Ｖｓｓが供給される。ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、Ｔｐ１２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２により２入力ＮＡＮＤ型デコーダ１０１が構成され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３によりインバータ１０２が構成される。ＮＡＮＤ型デコーダ１０１とインバータ１０２により、正論理出力（選択されたデコーダの出力が論理“１”となる）のデコーダ１００が構成される。
【００４２】
（実施例１）
図１の等価回路を本発明に適用した実施例として、図２ａ、図２ｂ、図３ａ〜図３ｈに、実施例１を示す。図２ａは、本実施例の２入力ＮＡＮＤ型デコーダ１０１およびインバータ１０２のレイアウト（配置）の平面図、図２ｂは、図２ａにおいて、トランジスタおよびゲート配線を示した平面図である。また図３ａは、図２ａにおけるカットラインＡ−Ａ’に沿った断面図、図３ｂは、図２ａにおけるカットラインＢ−Ｂ’に沿った断面図、図３ｃは、図２ａにおけるカットラインＣ−Ｃ’に沿った断面図、図３ｄは、図２ａにおけるカットラインＤ−Ｄ’に沿った断面図、図３ｅは、図２ａにおけるカットラインＥ−Ｅ’に沿った断面図、図３ｆは、図２ａにおけるカットラインＦ−Ｆ’に沿った断面図、図３ｇは、図２ａにおけるカットラインＧ−Ｇ’に沿った断面図、図３ｈは、図２ａにおけるカットラインＨ−Ｈ’に沿った断面図を示す。
なお、図２ａ、図２ｂ、図３ａ〜図３ｈにおいて、図１５、図１６および図１７と同じ構造の箇所については、１００番台の同等の記号で示してある。
【００４３】
図２ａにおいて、図１のＮＡＮＤ型デコーダ１０１およびインバータ１０２を構成する６個のＳＧＴ、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２が、図の右側より横方向に１列に配置されている。（これを第１の方向と定義する。）
また、図の縦方向（これを第１の方向と垂直の第２の方向と定義する）に、後述する第２メタル配線層の配線１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｅ、１１５ｇ、１１５ｈ、１１５ｊおよび１１５ｋが、縦方向（第２の方向）に延在配置され、それぞれ基準電源Ｖｓｓ、電源Ｖｃｃ、Ｖｃｃ、Ｖｃｃ、アドレス信号線Ａ１、アドレス信号線Ａ２、基準電源Ｖｓｓを構成する。
【００４４】
基板上に形成された埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ）１０１などの絶縁膜上に平面状シリコン層１０２ｐａ、１０２ｐｂ、１０２ｎａ、１０２ｎｂおよび１０２ｎｃが形成され、この平面状シリコン層１０２ｐａ、１０２ｐｂ、１０２ｎａ、１０２ｎｂおよび１０２ｎｃは不純物注入等により、それぞれｐ＋拡散層、ｐ＋拡散層、ｎ＋拡散層、ｎ＋拡散層、ｎ＋拡散層から構成される。１０３は、平面状シリコン層（１０２ｐａ、１０２ｐｂ、１０２ｎａ、１０２ｎｂおよび１０２ｎｃ）の表面に形成されるシリサイド層であり、それぞれ平面状シリコン層１０２ｐａと１０２ｎａ、平面状シリコン層１０２ｐｂと１０２ｎｂを接続する。１０４ｎ１１、１０４ｎ１２、１０４ｎ１３はｎ型シリコン柱、１０４ｐ１１、１０４ｐ１２、１０４ｐ１３はｐ型シリコン柱、１０５はシリコン柱１０４ｎ１１、１０４ｎ１２、１０４ｎ１３、１０４ｐ１１、１０４ｐ１２、１０４ｐ１３を取り囲むゲート絶縁膜、１０６はゲート電極、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃはゲート配線である。ゲート絶縁膜１０５は、ゲート電極１０６、ゲート配線１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃの下にも形成される。
シリコン柱１０４ｎ１１、１０４ｎ１２、１０４ｎ１３の最上部には、それぞれｐ＋拡散層１０７ｐ１１、１０７ｐ１２および１０７ｐ１３が不純物注入等により形成され、シリコン柱１０４ｐ１１、１０４ｐ１２、１０４ｐ１３の最上部には、それぞれｎ＋拡散層１０７ｎ１１、１０７ｎ１２および１０７ｎ１３が不純物注入等により形成される。１０８はゲート絶縁膜１０５を保護するためのシリコン窒化膜、１０９ｐ１１、１０９ｐ１２、１０９ｐ１３、１０９ｎ１１、１０９ｎ１２および１０９ｎ１３はそれぞれｐ＋拡散層１０７ｐ１１、１０７ｐ１２および１０７ｐ１３、ｎ＋拡散層１０７ｎ１１、１０７ｎ１２および１０７ｎ１３に接続されるシリサイド層である。
【００４５】
１１０ｐ１１、１１０ｐ１２、１１０ｐ１３、１１０ｎ１１、１１０ｎ１２および１１０ｎ１３は、シリサイド層１０９ｐ１１、１０９ｐ１２、１０９ｐ１３、１０９ｎ１１、１０９ｎ１２および１０９ｎ１３と第１メタル配線層の配線１１３ｅ、１１３ｄ、１１３ｂ、１１３ｇ、１１３ｇおよび１１３ａをそれぞれ接続するコンタクトである。１１１ａはゲート配線１０６ａと第１メタル配線層の配線１１３ｃを接続するコンタクト、１１１ｂはゲート配線１０６ｂと第１メタル配線層の配線１１３ｆを接続するコンタクト、１１１ｃはゲート配線１０６ｃと第１メタル配線層の配線１１３ｈを接続するコンタクトである。１１２ａはｐ＋拡散層１０２ｐｂと接続しているシリサイド層１０３と第１メタル配線層の配線１１３ｃを接続するコンタクト、１１２ｂはｎ＋拡散層１０２ｎｃと接続しているシリサイド層１０３と第１メタル配線層の配線１１３ｉを接続するコンタクトである。
１１４ｐ１１は第１メタル配線層の配線１１３ｅと第２メタル配線層の配線１１５ｇを接続するコンタクト、１１４ｐ１２は第１メタル配線層の配線１１３ｄと第２メタル配線層の配線１１５ｅを接続するコンタクト、１１４ｐ１３は第１メタル配線層の配線１１３ｂと第２メタル配線層の配線１１５ｂを接続するコンタクト、１１４ｎ１３は第１メタル配線層の配線１１３ａと第２メタル配線層の配線１１５ａを接続するコンタクト、１１４ａは第１メタル配線層の配線１１３ｆと第２メタル配線層の配線１１５ｈを接続するコンタクト、１１４ｂは第１メタル配線層の配線１１３ｈと第２メタル配線層の配線１１５ｊを接続するコンタクト、１１４ｃは第１メタル配線層の配線１１３ｉと第２メタル配線層の配線１１５ｋを接続するコンタクトである。
【００４６】
シリコン柱１０４ｎ１１、下部拡散層１０２ｐｂ、上部拡散層１０７ｐ１１、ゲート絶縁膜１０５、ゲート電極１０６により、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１を構成し、
シリコン柱１０４ｎ１２、下部拡散層１０２ｐｂ、上部拡散層１０７ｐ１２、ゲート絶縁膜１０５、ゲート電極１０６により、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２を構成し、
シリコン柱１０４ｎ１３、下部拡散層１０２ｐａ、上部拡散層１０７ｐ１３、ゲート絶縁膜１０５、ゲート電極１０６により、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３を構成し、
シリコン柱１０４ｐ１１、下部拡散層１０２ｎｂ、上部拡散層１０７ｎ１１、ゲート絶縁膜１０５、ゲート電極１０６により、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１を構成し、
シリコン柱１０４ｐ１２、下部拡散層１０２ｎｃ、上部拡散層１０７ｎ１２、ゲート絶縁膜１０５、ゲート電極１０６により、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２を構成し、
シリコン柱１０４ｐ１３、下部拡散層１０２ｎａ、上部拡散層１０７ｎ１３、ゲート絶縁膜１０５、ゲート電極１０６により、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３を構成する。
また、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲート電極１０６にはゲート配線１０６ｂが接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲート電極１０６にはゲート配線１０６ｃが接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のゲート電極１０６は共通接続されてゲート配線１０６ａが接続される。
【００４７】
下部拡散層１０２ｐｂおよび１０２ｎｂはシリサイド層１０３により接続されてＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１の共通ドレインとなり、出力ＤＥＣ１に接続される。ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１のソースである上部拡散層１０７ｐ１１はシリサイド１０９ｐ１１、コンタクト１１０ｐ１１を介して第１メタル配線層の配線１１３ｅに接続され、第１メタル配線層の配線１１３ｅはコンタクト１１４ｐ１１を介して第２メタル配線層の配線１１５ｇに接続され、第２メタル配線層の配線１１５ｇには電源Ｖｃｃが供給される。
ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２のソースである上部拡散層１０７ｐ１２はシリサイド１０９ｐ１２、コンタクト１１０ｐ１２を介して第１メタル配線層の配線１１３ｄに接続され、第１メタル配線層の配線１１３ｄはコンタクト１１４ｐ１２を介して第２メタル配線層の配線１１５ｅに接続され、第２メタル配線層の配線１１５ｅには電源Ｖｃｃが供給される。
ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のソースである上部拡散層１０７ｎ１１はシリサイド１０９ｎ１１、コンタクト１１０ｎ１１を介して第１メタル配線層の配線１１３ｇに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のドレインである上部拡散層１０７ｎ１２はシリサイド１０９ｎ１２、コンタクト１１０ｎ１２を介して第１メタル配線層の配線１１３ｇに接続される。
ここで、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のソースとＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のドレインは、第１メタル配線層の配線１１３ｇを介して接続される。また、下部拡散層１０２ｎｃはＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のソースとなり、シリサイド１０３、コンタクト１１２ｂを介して第１メタル配線層の配線１１３ｉに接続され、第１メタル配線層の配線１１３ｉは、コンタクト１１４ｃを介して第２メタル配線層の配線１１５ｋに接続され、第２メタル配線層の配線１１５ｋには基準電源Ｖｓｓが供給される。
【００４８】
ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３のドレインである下部拡散層１０２ｐａとＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のドレインである下部拡散層１０２ｎａは、シリサイド層１０３を介して共通に接続され、出力ＳＥＬ１となる。
ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３のソースである上部拡散層１０７ｐ１３はシリサイド１０９ｐ１３、コンタクト１１０ｐ１３を介して第１メタル配線層の配線１１３ｂに接続され、第１メタル配線層の配線１１３ｂはコンタクト１１４ｐ１３を介して第２メタル配線層の配線１１５ｂに接続され、第２メタル配線層の配線１１５ｂには電源Ｖｃｃが供給される。
ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のソースである上部拡散層１０７ｎ１３はシリサイド１０９ｎ１３、コンタクト１１０ｎ１３を介して第１メタル配線層の配線１１３ａに接続され、第１メタル配線層の配線１１３ａはコンタクト１１４ｎ１３を介して第２メタル配線層の配線１１５ａに接続され、第２メタル配線層の配線１１５ａには基準電源Ｖｓｓが供給される。また、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３の共通のゲート配線１０６ａは、コンタクト１１１ａ、第１メタル配線層の配線１１３ｃおよびコンタクト１１２ａを介して出力ＤＥＣ１であるシリサイド層１０３に接続される。
【００４９】
第２メタル配線層の配線１１５ｈには、アドレス信号Ａ１が供給され、コンタクト１１４ａ、第１メタル配線層の配線１１３ｅおよびコンタクト１１１ｂを介してゲート配線１０６ｂに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲート電極に供給される。
第２メタル配線層の配線１１５ｊには、アドレス信号Ａ２が供給され、コンタクト１１４ｂ、第１メタル配線層の配線１１３ｈおよびコンタクト１１１ｃを介してゲート配線１０６ｃに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲート電極に供給される。
なお、図２ａにおいて、縦方向（第２の方向）の寸法は、ＳＧＴの寸法、ＳＧＴと下部拡散層との余裕および拡散層間隔で決まる最小加工寸法となり、Ｌｙと定義する。すなわち、デコーダ１００は、上下方向に、最小ピッチ（最小間隔）Ｌｙにて、複数個を隣接して配置できる。
【００５０】
本実施例によれば、２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する６個のＳＧＴを第１の方向に１列に配置し、電源Ｖｃｃ、基準電源Ｖｓｓ、アドレス信号線Ａ１およびＡ２を、第１の方向と直角の第２の方向に延在配置することにより、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、面積が縮小された２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する半導体装置が提供できる。
【００５１】
（本発明の実施例に適用する等価回路）
図４に、本発明に適用する２入力ＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを複数個配置して、デコーダを構成する等価回路図を示す。
アドレス信号は、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６の６本設けられ、Ａ１およびＡ２は、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲートに選択的に接続され、Ａ３、Ａ４、Ａ５およびＡ６は、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲートに選択的に接続される。アドレス信号Ａ１〜Ａ６の６本によりデコーダ１００−１〜１００−８の８個が構成される。
デコーダ１００−１には、アドレス信号線Ａ１およびＡ３が接続され、
デコーダ１００−２には、アドレス信号線Ａ２およびＡ３が接続され、
デコーダ１００−３には、アドレス信号線Ａ１およびＡ４が接続され、
デコーダ１００−４には、アドレス信号線Ａ２およびＡ４が接続され、
デコーダ１００−５には、アドレス信号線Ａ１およびＡ５が接続され、
デコーダ１００−６には、アドレス信号線Ａ２およびＡ５が接続され、
デコーダ１００−７には、アドレス信号線Ａ１およびＡ６が接続され、
デコーダ１００−８には、アドレス信号線Ａ２およびＡ６が接続される。
アドレス信号線が接続される箇所は、破線の丸印で示してある。
後述の実施例２にて示すとおり、アドレス信号線Ａ３はデコーダ１００−１と１００−２に共通に接続され、アドレス信号線Ａ４はデコーダ１００−３と１００−４に共通に接続され、アドレス信号線Ａ５はデコーダ１００−５と１００−６に共通に接続され、アドレス信号線Ａ６はデコーダ１００−７と１００−８に共通に接続される。
【００５２】
図５に、図４の８個のデコーダのアドレスマップを示す。デコーダ出力のＤＥＣ１／ＳＥＬ１〜ＤＥＣ８／ＳＥＬ８に接続されるアドレス信号が丸印で示してある。後述の通り、コンタクトを設けて接続する。
【００５３】
（実施例２）
図６ａ、図６ｂ、図ｃ、図７ａ〜図７ｒに、実施例２を示す。本実施例は、図４の等価回路を実現したものであり、図２におけるデコーダを８個、最小ピッチＬｙにて図の上下（第２の方向）に隣接して配置したものである。図６ａ、図６ｂは、本発明の２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータのレイアウト（配置）の平面図、図６ｃは図６ａにおいて、トランジスタおよびゲート配線のみを示した図である。図７ａは図６ａにおけるカットラインＡ−Ａ’に沿った断面図、図７ｂは図６ａにおけるカットラインＢ−Ｂ’に沿った断面図、図７ｃは図６ａにおけるカットラインＣ−Ｃ’に沿った断面図、図７ｄは図６ａにおけるカットラインＤ−Ｄ’に沿った断面図、図７ｅは図６ｂにおけるカットラインＥ−Ｅ’に沿った断面図、図７ｆは図６ｂにおけるカットラインＦ−Ｆ’に沿った断面図、図７ｇは図６ａにおけるカットラインＧ−Ｇ’に沿った断面図、図７ｈは図６ａにおけるカットラインＨ−Ｈ’に沿った断面図、図７ｉは図６ａにおけるカットラインＩ−Ｉ’に沿った断面図、図７ｊは図６ａにおけるカットラインＪ−Ｊ’に沿った断面図、図７ｋは図６ａにおけるカットラインＫ−Ｋ’に沿った断面図、図７ｌは図６ａにおけるカットラインＬ−Ｌ’に沿った断面図、図７ｍは図６ａにおけるカットラインＭ−Ｍ’に沿った断面図、図７ｎは図６ａにおけるカットラインＮ−Ｎ’に沿った断面図、図７ｐは図６ａにおけるカットラインＰ−Ｐ’に沿った断面図、図７ｑは図６ｂにおけるカットラインＱ−Ｑ’に沿った断面図、図７ｒは図６ｂにおけるカットラインＲ−Ｒ’に沿った断面図を示す。
なお、図６ａは、図４におけるデコーダブロック１１０ａに対応し、図６ｂは、図４におけるデコーダブロック１１０ｂに対応する。図６ａと図６ｂは連続した図面であるが、図面を拡大表示するために、便宜上図６ａと図６ｂに分けて示す。
【００５４】
図６ａにおいて、図４のデコーダ１００−１を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２が、図の右より横方向（第１の方向）に１列に、図の最上位列に配置されている。
デコーダ１００−２を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ２３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ２３、Ｔｐ２２、Ｔｐ２１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ２１およびＴｎ２２が、図の右より横方向（第１の方向）に１列に、図の上から２列目に配置されている。同様にして、デコーダ１００−３、デコーダ１００−４が、順次図６ａの上から配置される。
ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、Ｔｐ２２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２のゲート配線１０６ｃは共通に設けられ、デコーダ１００−１とデコーダ１００−２の下部拡散層の隙間（デッドスペース）に配置されるので、縦方向（第２の方向）の寸法を最小にできるとともに、ゲート配線を共通にすることにより、配線の寄生容量を削減することができ、高速動作が可能となる。
同様に、図６ｂにおいて、デコーダ１００−５を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ５３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ５３、Ｔｐ５２、Ｔｐ５１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ５１およびＴｎ５２が、図の右より横方向に１列に図の最上位列に配置されている。デコーダ１００−６を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ６３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ６３、Ｔｐ６２、Ｔｐ６１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ６１およびＴｎ６２が、図の右より横方向に１列に図の上から２列目に配置されている。同様にして、デコーダ１００−７、デコーダ１００−８が、順次図６ｂの上から配置される。図面では便宜上、図６ａと図６ｂに分けて表示してあるが、実際のレイアウトでは、図６ａのデコーダ１００−４の直下に隣接して図６ｂのデコーダ１００−５が配置される。
【００５５】
図６ａおよび図６ｂにおいて、第２メタル配線層の配線１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、１１５ｄ、１１５ｅ、１１５ｆ、１１５ｇ、１１５ｈ、１１５ｉ、１１５ｊおよび１１５ｋが、縦方向（第２の方向）に延在配置され、それぞれ基準電源Ｖｓｓ、電源Ｖｃｃ、アドレス信号線Ａ３、Ａ４、電源Ｖｃｃ、アドレス信号線Ａ１、電源Ｖｃｃ、アドレス信号線Ａ２、Ａ５、Ａ６、基準電源Ｖｓｓを構成する。上記第２メタル配線層の配線１１５ａ〜１１５ｋは、第２メタル配線層の最小ピッチ（最小配線幅および最小配線間隔）にて配置されるので、横方向の寸法は最小にて配置できる。
なお、図６ａ、図６ｂ、図７ａ〜図７ｒにおいて、図２、図３ａ〜図３ｈと同じ構造の箇所については、１００番台の同等の記号で示してある。
【００５６】
デコーダ１１０−１を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２およびデコーダ１１０−８を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ８３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ８３、Ｔｐ８２、Ｔｐ８１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ８１およびＴｎ８２までの各トランジスタの配置は、図２におけるＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２の配置と同じである。図６ａ、図６ｂと図２と異なるところは、電源Ｖｃｃを供給する第２メタル配線層の配線、アドレス信号を供給する第２メタル配線層の配線の配置位置と接続箇所である。
【００５７】
図６ａおよび図６ｂにおいて、
基準電源Ｖｓｓを供給する第２メタル配線層の配線１１５ａは第２の方向に延在配置され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、Ｔｎ２３〜Ｔｎ８３のソースに接続される。
電源Ｖｃｃを供給する第２メタル配線層の配線１１５ｂは第２の方向に延在配置され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ２３〜Ｔｐ８３のソースに接続される。
アドレス信号Ａ３を供給する第２メタル配線層の配線１１５ｃは第２の方向に延在配置され、コンタクト１１４ｓ、第１メタル配線層の配線１１３ｓ、コンタクト１１１ｓを介してゲート配線１０６ｃに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、Ｔｐ２２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２、Ｔｎ２２のゲート電極に接続される。
アドレス信号Ａ４を供給する第２メタル配線層の配線１１５ｄは第２の方向に延在配置され、コンタクト１１４ｔ、第１メタル配線層の配線１１３ｔ、コンタクト１１１ｔを介してゲート配線１０６ｃに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ３２、Ｔｐ４２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ３２、Ｔｎ４２のゲート電極に接続される。
電源Ｖｃｃを供給する第２メタル配線層の配線１１５ｅは第２の方向に延在配置され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、Ｔｐ２２〜Ｔｐ８２のソースに接続される。
アドレス信号Ａ１を供給する第２メタル配線層の配線１１５ｆは第２の方向に延在配置され、コンタクト１１４ｊ、第１メタル配線層の配線１１３ｊ、コンタクト１１１ｊを介してゲート配線１０６ｄに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線１０６ｂを介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲート電極に接続される。同様に、第２メタル配線層の配線１１５ｆは、コンタクト１１４ｌ、第１メタル配線層の配線１１３ｌ、コンタクト１１１ｌを介してゲート配線１０６ｄに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ３１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線１０６ｂを介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ３１のゲート電極に接続され、また、コンタクト１１４ｎ、第１メタル配線層の配線１１３ｎ、コンタクト１１１ｎを介してゲート配線１０６ｄに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ５１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線１０６ｂを介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ５１のゲート電極に接続され、また、コンタクト１１４ｑ、第１メタル配線層の配線１１３ｑ、コンタクト１１１ｑを介してゲート配線１０６ｄに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ７１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線１０６ｂを介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ７１のゲート電極に接続される。
【００５８】
電源Ｖｃｃを供給する第２メタル配線層の配線１１５ｇは第２の方向に延在配置され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、Ｔｐ２１〜Ｔｐ８１のソースに接続される。
アドレス信号Ａ２を供給する第２メタル配線層の配線１１５ｈは第２の方向に延在配置され、コンタクト１１４ｋ、第１メタル配線層の配線１１３ｋ、コンタクト１１１ｋを介してゲート配線１０６ｂに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ２１およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ２１のゲート電極に接続される。同様に、第２メタル配線層の配線１１５ｈは、コンタクト１１４ｍ、第１メタル配線層の配線１１３ｍ、コンタクト１１１ｍを介してゲート配線１０６ｂに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ４１のゲート電極およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ４１のゲート電極に接続され、また、コンタクト１１４ｐ、第１メタル配線層の配線１１３ｐ、コンタクト１１１ｐを介してゲート配線１０６ｂに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ６１のゲート電極およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ６１のゲート電極に接続され、また、コンタクト１１４ｒ、第１メタル配線層の配線１１３ｒ、コンタクト１１１ｒを介してゲート配線１０６ｂに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ８１のゲート電極およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ８１のゲート電極に接続される。
アドレス信号Ａ５を供給する第２メタル配線層の配線１１５ｉは第２の方向に延在配置され、コンタクト１１４ｕ、第１メタル配線層の配線１１３ｕ、コンタクト１１１ｕを介してゲート配線１０６ｃに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ５２、Ｔｐ６２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ５２、Ｔｎ６２のゲート電極に接続される。
アドレス信号Ａ６を供給する第２メタル配線層の配線１１５ｊは第２の方向に延在配置され、コンタクト１１４ｖ、第１メタル配線層の配線１１３ｖ、コンタクト１１１ｖを介してゲート配線１０６ｃに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ７２、Ｔｐ８２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ７２、Ｔｎ８２のゲート電極に接続される。
基準電源Ｖｓｓを供給する第２メタル配線層の配線１１５ｋは第２の方向に延在配置され、コンタクト１１４ｃ、第１メタル配線層の配線１１３ｉ、コンタクト１１２ｂを介して拡散層１０２ｎｃを覆うシリサイド層１０３に接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２、Ｔｎ２２〜Ｔｎ８２のソースに接続される。なお、コンタクト１１４ｃ、第１メタル配線層の配線１１３ｉ、コンタクト１１２ｂは、複数個所に配置されて、基準電源Ｖｓｓを供給する。
このような配置と接続により、８個のデコーダが横方向、縦方向ともに最小ピッチ、最小面積で実現できる。
なお、本実施例では、アドレス信号をＡ１〜Ａ６に設定して、８個のデコーダを設けたが、アドレス信号を増やして、デコーダの数を増加させることは容易である。
【００５９】
本実施例によれば、２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する６個のＳＧＴを第１の方向に１列に配置したデコーダを、第１の方向と垂直の第２の方向に複数個隣接して配置し、電源Ｖｃｃ、基準電源Ｖｓｓ、アドレス信号線（Ａ１〜Ａ６）を、第２の方向に延在配置することにより、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、第１の方向、第２の方向ともに最小ピッチで配置ができ、最小面積にて２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する半導体装置が提供できる。
【００６０】
（本発明の実施例に適用する等価回路）
図８に本発明に適用する２入力ＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータの別な等価回路図を示す。本実施例において、上述した実施例１、実施例２と異なるところは、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、Ｔｐ１２、Ｔｐ１３、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１、Ｔｎ１２およびＴｎ１３のソースとドレインの向きを上下逆に配置したことである。そのことにより、各トランジスタのドレイン、ソースおよびゲートを接続する配線が異なる。配線手段を明確にするために、図８に配線の種類を記載する。
図８において、Ｔｐ１１、Ｔｐ１２およびＴｐ１３は、ＳＧＴで構成されたＰＭＯＳトランジスタ、Ｔｎ１１、Ｔｎ１２およびＴｎ１３は、同じくＳＧＴで構成されたＮＭＯＳトランジスタである。前記ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１およびＴｐ１２のソースは下部拡散層となり、シリサイド層の配線を介して第１メタル配線層の配線に接続され、さらに、第２メタル配線層の配線に接続され、電源Ｖｃｃが供給される。ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、Ｔｐ１２およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のドレインは共通に第１メタル配線層の配線による出力線ＤＥＣ１に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のソースは下部拡散層およびシリサイド層を介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のドレインに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のソースは第２メタル配線層の配線に接続されて基準電源Ｖｓｓが供給される。また、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲートには第２メタル配線層の配線、第１メタル配線層の配線およびゲート配線を介してアドレス信号線Ａ１が接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲートには、第２メタル配線層の配線を介してアドレス信号線Ａ２が接続される。
【００６１】
また、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のドレインは共通に接続されて第１メタル配線層の配線に接続されて出力ＳＥＬ１となり、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３のソースである下部拡散層にはシリサイド層を介して電源Ｖｃｃが供給され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３の下部拡散層であるソースにはシリサイド層を介して基準電源Ｖｓｓが供給される。
【００６２】
（実施例３）
図８の等価回路を本発明に適用した実施例として、図９、図１０ａ〜図１０ｊに、実施例３を示す。図９は、本発明の２入力ＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータのレイアウト（配置）の平面図である。また図１０ａは、図９におけるカットラインＡ−Ａ’に沿った断面図、図１０ｂは、図９におけるカットラインＢ−Ｂ’に沿った断面図、図１０ｃは、図９におけるカットラインＣ−Ｃ’に沿った断面図、図１０ｄは、図９におけるカットラインＤ−Ｄ’に沿った断面図、図１０ｅは、図９におけるカットラインＥ−Ｅ’に沿った断面図、図１０ｆは、図９におけるカットラインＦ−Ｆ’に沿った断面図、図１０ｇは、図９におけるカットラインＧ−Ｇ’に沿った断面図、図１０ｈは、図９におけるカットラインＨ−Ｈ’に沿った断面図、図１０ｉは、図９におけるカットラインＩ−Ｉ’に沿った断面図、図１０ｊは、図９におけるカットラインＪ−Ｊ’に沿った断面図を示す。
なお、図９、図１０ａ〜図１０ｊにおいて、図２、図３ａ〜図３ｈ同じ構造の箇所については、２００番台の同等の記号で示してある。
【００６３】
図９において、図８のＮＡＮＤ型デコーダ２０１およびインバータ２０２を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２が、図の右より横方向に１列に配置されている。（これを第１の方向と定義する。）
また、図の縦方向（これを第１の方向と垂直の第２の方向と定義する）に、後述する第２メタル配線層の配線２１５ａ、２１５ｄ、２１５ｈ、２１５ｊおよび２１５ｋが、延在配置され、それぞれ基準電源Ｖｓｓ、電源Ｖｃｃ、アドレス信号線Ａ２、アドレス信号線Ａ１、基準電源Ｖｓｓを構成する。
【００６４】
基板上に形成された埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ）２０１などの絶縁膜上に平面状シリコン層２０２ｎａ、２０２ｐａ、１０２ｎｂが形成され、この平面状シリコン層２０２ｎａ、２０２ｐａおよび２０２ｎｂは不純物注入等により、それぞれｎ＋拡散層、ｐ＋拡散層、ｎ＋拡散層から構成される。２０３は、平面状シリコン層（２０２ｎａ、２０２ｐａ、２０２ｎｂ）の表面に形成されるシリサイド層である。２０４ｎ１１、２０４ｎ１２、２０４ｎ１３はｎ型シリコン柱、２０４ｐ１１、２０４ｐ１２、２０４ｐ１３はｐ型シリコン柱、２０５はシリコン柱２０４ｎ１１、２０４ｎ１２、２０４ｎ１３、２０４ｐ１１、２０４ｐ１２、２０４ｐ１３を取り囲むゲート絶縁膜、２０６はゲート電極、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄおよび２０６ｅはゲート配線である。ゲート絶縁膜２０５は、ゲート電極２０６、ゲート配線２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄおよび２０６ｅの下にも形成される。
シリコン柱２０４ｎ１１、２０４ｎ１２、２０４ｎ１３の最上部には、それぞれｐ＋拡散層２０７ｐ１１、２０７ｐ１２および２０７ｐ１３が不純物注入等により形成され、シリコン柱２０４ｐ１１、２０４ｐ１２、２０４ｐ１３の最上部には、それぞれｎ＋拡散層２０７ｎ１１、２０７ｎ１２および２０７ｎ１３が不純物注入等により形成される。２０８はゲート絶縁膜２０５を保護するためのシリコン窒化膜、２０９ｐ１１、２０９ｐ１２、２０９ｐ１３、２０９ｎ１１、２０９ｎ１２および２０９ｎ１３はそれぞれｐ＋拡散層２０７ｐ１１、２０７ｐ１２および２０７ｐ１３、ｎ＋拡散層２０７ｎ１１、２０７ｎ１２および２０７ｎ１３に接続されるシリサイド層である。
【００６５】
２１０ｐ１１、２１０ｐ１２、２１０ｐ１３、２１０ｎ１１、２１０ｎ１２および２１０ｎ１３は、シリサイド層２０９ｐ１１、２０９ｐ１２、２０９ｐ１３、２０９ｎ１１、２０９ｎ１２および２０９ｎ１３と第１メタル配線層の配線２１３ｄ、２１３ｄ、２１３ｂ、２１３ｄ、２１３ｇおよび２１３ｂをそれぞれ接続するコンタクトである。２１１ａはゲート配線２０６ｂと第１メタル配線層の配線２１３ｄを接続するコンタクト、２１１ｂはゲート配線２０６ｄと第１メタル配線層の配線２１３ｅを接続するコンタクト、２１１ｃはゲート配線２０６ｅと第１メタル配線層の配線２１３ｆを接続するコンタクトである。２１２ａはｎ＋拡散層２０２ｎａと接続しているシリサイド層２０３と第１メタル配線層の配線２１３ａを接続するコンタクト、２１２ｂはｐ＋拡散層２０２ｐａと接続しているシリサイド層２０３と第１メタル配線層の配線２１３ｃを接続するコンタクトである。
２１４ａは第１メタル配線層の配線２１３ａと第２メタル配線層の配線２１５ａを接続するコンタクト、２１４ｂは第１メタル配線層の配線２１３ｃと第２メタル配線層の配線２１５ｄを接続するコンタクト、２１４ｃは第１メタル配線層の配線２１３ｅと第２メタル配線層の配線２１５ｊを接続するコンタクト、２１４ｄは第１メタル配線層の配線２１３ｆと第２メタル配線層の配線２１５ｈを接続するコンタクト、２１４ｎ１２は第１メタル配線層の配線２１３ｇと第２メタル配線層の配線２１５ｋを接続するコンタクトである。
【００６６】
シリコン柱２０４ｎ１１、下部拡散層２０２ｐａ、上部拡散層２０７ｐ１１、ゲート絶縁膜２０５、ゲート電極２０６により、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１を構成し、
シリコン柱２０４ｎ１２、下部拡散層２０２ｐａ、上部拡散層２０７ｐ１２、ゲート絶縁膜２０５、ゲート電極２０６により、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２を構成し、
シリコン柱２０４ｎ１３、下部拡散層２０２ｐａ、上部拡散層２０７ｐ１３、ゲート絶縁膜２０５、ゲート電極２０６により、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３を構成し、
シリコン柱２０４ｐ１１、下部拡散層２０２ｎｂ、上部拡散層２０７ｎ１１、ゲート絶縁膜２０５、ゲート電極２０６により、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１を構成し、
シリコン柱２０４ｐ１２、下部拡散層２０２ｎｂ、上部拡散層２０７ｎ１２、ゲート絶縁膜２０５、ゲート電極２０６により、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２を構成し、
シリコン柱２０４ｐ１３、下部拡散層２０２ｎａ、上部拡散層２０７ｎ１３、ゲート絶縁膜２０５、ゲート電極２０６により、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３を構成する。
また、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲート電極２０６にはゲート配線２０６ｃが接続されるとともにＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲート電極２０６にはゲート配線２０６ｄが接続される。ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲート電極２０６にはゲート配線２０６ｅが接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のゲート電極２０６にはゲート配線２０６ａが共通接続されるとともにＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３のゲート電極２０６にはゲート配線２０６ｂが接続される。
【００６７】
ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１のドレインであるｐ+拡散層２０７ｐ１１、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２のドレインであるｐ+拡散層２０７ｐ１２およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のドレインであるｎ+拡散層２０７ｎ１１は、第１メタル配線層の配線２１３ｄを介して共通接続され、出力線ＤＥＣ１となる。ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２およびＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３のソースである下部拡散層２０２ｐａはシリサイド層２０３により共通接続されて、このシリサイド層２０３はコンタクト２１２ｂ、第１メタル配線層の配線２１３ｃおよびコンタクト２１４ｂを介して第２メタル配線層の配線２１５ｄに接続され、第２メタル配線層の配線２１５ｄには電源Ｖｃｃが供給される。なお、コンタクト２１２ｂ、第１メタル配線層の配線２１３ｃおよびコンタクト２１４ｂは、図では、上下の２箇所に配置される。
ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のソースである下部拡散層２０２ｎｂはシリサイド層２０３を介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のドレインと接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のソースである上部拡散層２０７ｎ１２はシリサイド２０９ｎ１２、コンタクト１１０ｎ１２、第１メタル配線層の配線２１３ｇおよびコンタクト２１４ｎ１２を介して第２メタル配線層の配線２１５ｋに接続され、第２メタル配線層の配線２１５ｋには基準電源Ｖｓｓが供給される。
ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３のドレインである上部拡散層２０７ｐ１３とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のドレインである上部拡散層２０７ｎ１３は、それぞれコンタクト２１０ｐ１３、２１０ｎ１３を介して第１メタル配線層の配線２１３ｂに共通に接続され、出力ＳＥＬ１となる。
ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３のソースである下部拡散層２０２ｎａはシリサイド層２０３、コンタクト２１２ａ、第１メタル配線層の配線２１３ａ、コンタクト２１４ａを介して第２メタル配線層の配線２１５ａに接続され、第２メタル配線層の配線２１５ａには基準電源Ｖｓｓが供給される。なお、コンタクト２１２ａ、第１メタル配線層の配線２１３ａ、コンタクト２１４ａは、図において、上下の２箇所に配置される。
【００６８】
第２メタル配線層の配線２１５ｊにはアドレス信号Ａ１が供給され、２１５ｊはコンタクト２１４ｃを介して延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｅに接続され、さらにコンタクト２１１ｂを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１のゲート電極に供給される。
第２メタル配線層の配線２１５ｈにはアドレス信号Ａ２が供給され、コンタクト２１４ｄ、第１メタル配線層の配線２１３ｆおよびコンタクト２１１ｃを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲート電極に供給される。
なお、図９において、縦方向（第２の方向）の寸法は、ＳＧＴの寸法、ＳＧＴと下部拡散層との余裕および拡散層間隔で決まる最小加工寸法となり、Ｌｙと定義する。すなわち、デコーダ２００は、上下方向に、最小ピッチ（最小間隔）Ｌｙにて、反転配置され、複数個を隣接して配置できる。
【００６９】
本実施例によれば、２入力ＮＡＮＤ回路とインバータを構成する６個のＳＧＴを第１の方向に１列に配置し、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、Ｔｐ１２およびＴｐ１３のソース領域を下部拡散層（２０２ｐａ）およびシリサイド層２０３により共通接続し、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２のソース領域およびドレイン領域を下部拡散層（２０２ｎｂ）およびシリサイド層２０３により共通接続し、電源Ｖｃｃ、基準電源Ｖｓｓ、アドレス信号線Ａ１およびＡ２を、第１の方向と直角の第２の方向に延在配置することにより、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、最小の面積で２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する半導体装置が提供できる。
【００７０】
（本発明の実施例に適用する等価回路）
図１１ａおよび図１１ｂに、本発明に適用する２入力ＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータを複数個配置して、デコーダを構成する等価回路図を示す。
アドレス信号は、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７およびＡ８の８本が設けられ、Ａ１〜Ａ４は、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲートに選択的に接続され、Ａ５〜Ａ８は、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２とＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２のゲートに選択的に接続される。アドレス信号Ａ１〜Ａ８の８本によりデコーダ２００−１〜２００−１６の１６個が構成される。
デコーダ２００−１には、アドレス信号線Ａ１およびＡ５が接続され、
デコーダ２００−２には、アドレス信号線Ａ２およびＡ５が接続され、
デコーダ２００−３には、アドレス信号線Ａ３およびＡ５が接続され、
デコーダ２００−４には、アドレス信号線Ａ４およびＡ５が接続され、
デコーダ２００−５には、アドレス信号線Ａ１およびＡ６が接続され、
デコーダ２００−６には、アドレス信号線Ａ２およびＡ６が接続され、
デコーダ２００−７には、アドレス信号線Ａ３およびＡ６が接続され、
デコーダ２００−８には、アドレス信号線Ａ４およびＡ６が接続され、
デコーダ２００−９には、アドレス信号線Ａ１およびＡ７が接続され、
デコーダ２００−１０には、アドレス信号線Ａ２およびＡ７が接続され、
デコーダ２００−１１には、アドレス信号線Ａ３およびＡ７が接続され、
デコーダ２００−１２には、アドレス信号線Ａ４およびＡ７が接続され、
デコーダ２００−１３には、アドレス信号線Ａ１およびＡ８が接続され、
デコーダ２００−１４には、アドレス信号線Ａ２およびＡ８が接続され、
デコーダ２００−１５には、アドレス信号線Ａ３およびＡ８が接続され、
デコーダ２００−１６には、アドレス信号線Ａ４およびＡ８が接続される。
アドレス信号線が接続される箇所は、破線の丸印で示してある。
【００７１】
後述の実施例４にて示すとおり、図１１ａにおいて、アドレス信号Ａ５は、デコーダ２００−１と２００−２に共通に接続され、さらに、デコーダ２００−３と２００−４に共通に接続され、アドレス信号線Ａ６はデコーダ２００−５と２００−６に共通に接続され、さらに、デコーダ２００−７と２００−８に共通に接続される。また、図１１ｂにおいて、アドレス信号Ａ７は、デコーダ２００−９と２００−１０に共通に接続され、さらに、デコーダ２００−１１と２００−１２に共通に接続され、アドレス信号線Ａ８はデコーダ２００−１３と２００−１４に共通に接続され、さらに、デコーダ２００−１５と２００−１６に共通に接続される。
図１１ａおよび図１１ｂにおいて、詳細は後述するが、アドレス信号線Ａ１〜Ａ４は縦方向（第２の方向）に延在配置された第２メタル配線層の配線から、一旦第１メタル配線層の配線に接続されて、ゲート配線に接続される。また、アドレス信号Ａ６、Ａ７、Ａ８も、同様に、縦方向（第２の方向）に延在配置された第２メタル配線層の配線から、一旦第１メタル配線層の配線に接続されて、ゲート配線に接続される。
【００７２】
図１２に、図１１ａおよび図１１ｂに示す１６個のデコーダのアドレスマップを示す。デコーダ出力のＤＥＣ１／ＳＥＬ１〜ＤＥＣ１６／ＳＥＬ１６に接続されるアドレス信号が丸印で示してある。後述の通り、コンタクトを設けて接続する。
【００７３】
（実施例４）
図１３ａ〜図１３ｆ、図１４ａ〜図１４ｔに、実施例４を示す。本実施例は、図１１ａおよび図１１ｂの等価回路を実現したものであり、実施例３（図９）のデコーダをベースに、図１１ａおよび図１１ｂに従って、デコーダ１６個を最小ピッチＬｙにて隣接して配置したものである。図１３ａ〜図１３ｄは、本発明の２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータのレイアウト（配置）の平面図、図１３ｅおよび図１３ｆは、それぞれ図１３ａおよび図１３ｄのコンタクトおよび第１メタル配線層の配線のみを示した平面図、図１４ａは図１３ａにおけるカットラインＡ−Ａ’に沿った断面図、図１４ｂは図１３ａにおけるカットラインＢ−Ｂ’に沿った断面図、図１４ｃは図１３ａにおけるカットラインＣ−Ｃ’に沿った断面図、図１４ｄは図１３ａにおけるカットラインＤ−Ｄ’に沿った断面図、図１４ｅは図１３ａにおけるカットラインＥ−Ｅ’に沿った断面図、図１４ｆは図１３ｂにおけるカットラインＦ−Ｆ’に沿った断面図、図１４ｇは図１３ｂにおけるカットラインＧ−Ｇ’に沿った断面図、図１４ｈは図１３ｃにおけるカットラインＨ−Ｈ’に沿った断面図、図１４ｉは図１３ｃにおけるカットラインＩ−Ｉ’に沿った断面図、図１４ｊは図１３ｄにおけるカットラインＪ−Ｊ’に沿った断面図、図１４ｋは図１３ｄにおけるカットラインＫ−Ｋ’に沿った断面図、図１４ｌは図１３ａにおけるカットラインＬ−Ｌ’に沿った断面図、図１４ｍは図１３ａにおけるカットラインＭ−Ｍ’に沿った断面図、図１４ｎは図１３ａにおけるカットラインＮ−Ｎ’に沿った断面図、図１４ｐは図１３ａにおけるカットラインＰ−Ｐ’に沿った断面図、図１４ｑは図１３ａにおけるカットラインＱ−Ｑ’に沿った断面図、図１４ｒは図１３ａにおけるカットラインＲ−Ｒ’に沿った断面図、図１４ｓは図１３ａにおけるカットラインＳ−Ｓ’に沿った断面図、図１４ｔは図１３ａにおけるカットラインＴ−Ｔ’に沿った断面図を示す。
なお、図１３ａは、図１１ａにおけるデコーダブロック２１０ａに対応し、図１３ｂは、図１１ａにおけるデコーダブロック２１０ｂに対応し、図１３ｃは、図１１ｂにおけるデコーダブロック２１０ｃに対応し、図１３ｄは、図１１ｂにおけるデコーダブロック２１０ｄに対応する。図１３ａ〜図１３ｄは連続した図面であるが、図面を拡大表示するために、便宜上、図１３ａ〜図１３ｄに分けて示す。
【００７４】
図１３ａにおいて、図１１ａのデコーダ２００−１を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２が、図の右より横方向に１列に図の最上位列に配置されている。
デコーダ２００−２を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ２３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ２３、Ｔｐ２２、Ｔｐ２１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ２１およびＴｎ２２が、図の右より横方向に１列に図の上から２列目に配置されている。同様にして、デコーダ２００−３、デコーダ２００−４が、順次図１３ａの上方から配置される。
デコーダ２００−２は、デコーダ２００−１を上下反転させて配置しており、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、Ｔｐ２２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２のゲート配線２０６ｅは共通に設けられ、デコーダ２００−１とデコーダ２００−２の下部拡散層の隙間（デッドスペース）に配置されるので、縦方向（第２の方向）の寸法を最小にできるとともに、ゲート配線を共通にすることにより、配線の寄生容量を削減することができ、高速動作が可能となる。同様に、デコーダ２００−４も、デコーダ２００−３を反転配置させており、ゲート配線２０６ｅが共通に設けられる。
図１３ｂには、デコーダ２００−５〜２００−８が示されており、デコーダ２００−６はデコーダ２００−５が反転配置され、デコーダ２００−８はデコーダ２００−７が反転配置される。図１３ｃおよび図１３ｄにおいても同様に、デコーダ２００−９〜２００−１２およびデコーダ２００−１３〜２００−１６が配置される。
【００７５】
図１３ａ〜図１３ｄにおいて、第２メタル配線層の配線２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃ、２１５ｄ、２１５ｅ、２１５ｆ、２１５ｇ、２１５ｈ、２１５ｉ、２１５ｊおよび２１５ｋが、縦方向（第２の方向）に延在配置され、それぞれ基準電源Ｖｓｓ、アドレス信号Ａ８、Ａ７、Ａ６、Ａ５、電源Ｖｃｃ、アドレス信号線Ａ４、Ａ３、Ａ２、Ａ１、基準電源Ｖｓｓを供給する。上記第２メタル配線層の配線２１５ａ〜２１５ｋは、第２メタル配線層の最小ピッチ（最小配線幅および最小配線間隔）にて配置されるので、横方向の寸法は最小にて配置できる。
なお、図１３ａ〜図１３ｆ、図１４ａ〜図１４ｔにおいて、図９、図１０ａ〜図１０ｉと同じ構造の箇所については、２００番台の同等の記号で示してある。
【００７６】
デコーダ２００−１を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２およびデコーダ２００−１６を構成するＮＭＯＳトランジスタＴｎ１６３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１６３、Ｔｐ１６２、Ｔｐ１６１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１６１およびＴｎ１６２までの各トランジスタの配置は、図９におけるＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＴｎ１２の配置と同じである。図１３ａ〜図１３ｆと図９が異なるところは、図１３ａ〜図１３ｆにおいて、アドレス信号Ａ１〜Ａ８を、第２メタル配線層の配線の最小ピッチで延在配置し、アドレス信号Ａ１〜Ａ４を選択的にゲート配線２０６ｄに接続し、且つ、アドレス信号Ａ５〜Ａ８を選択的にゲート配線２０６ｅに接続するために、各アドレス信号が供給される縦方向（第２の方向）に延在配置された第２メタル配線層の配線から、一旦、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層を介して、ゲート配線２０６ｄあるいは２０６ｅに接続されることである。
【００７７】
図１３ａ〜図１３ｆ、図１４ａ〜図１４ｔにおいて、
基準電源Ｖｓｓを供給する第２メタル配線層の配線２１５ａは第２の方向に延在配置され、コンタクト２１４ａ、第１メタル配線層の配線２１３ａおよびコンタクト２１２ａを介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、Ｔｎ２３〜Ｔｎ１６３のソース領域である下部拡散層２０２ｎａを共通に接続するシリサイド層２０３に接続される。なお、この接続箇所（２１４ａ、２１３ａ、２１２ａ）は、複数個所設けられる。また、下部拡散層２０２ｎａおよび２０２ｎａを覆うシリサイド層２０３は、上下に隣接するデコーダで共有して接続される。
アドレス信号Ａ８を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｂは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ｄ、図１４ｊおよび図１４ｋに示すように、コンタクト２１４ｅｅ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｅｅ、コンタクト２１１ｅｅを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３２、Ｔｐ１４２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３２、Ｔｎ１４２のゲート電極に接続される。同様に、コンタクト２１４ｆｆ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｆｆ、コンタクト２１１ｆｆを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１５２、Ｔｐ１６２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１５２、Ｔｎ１６２のゲート電極に接続される。
【００７８】
アドレス信号Ａ７を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｃは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ｃ、図１４ｈおよび図１４ｉに示すように、コンタクト２１４ｙ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｙ、コンタクト２１１ｙを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ９２、Ｔｐ１０２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ９２、Ｔｎ１０２のゲート電極に接続される。同様に、コンタクト２１４ｚ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｚ、コンタクト２１１ｚを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１２、Ｔｐ１２２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１２、Ｔｎ１２２のゲート電極に接続される。
アドレス信号Ａ６を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｄは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ｂ、図１４ｆおよび図１４ｇに示すように、コンタクト２１４ｓ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｓ、コンタクト２１１ｓを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ５２、Ｔｐ６２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ５２、Ｔｎ６２のゲート電極に接続される。同様に、コンタクト２１４ｔ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｔ、コンタクト２１１ｔを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ７２、Ｔｐ８２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ７２、Ｔｎ８２のゲート電極に接続される。
【００７９】
アドレス信号Ａ５を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｅは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ａ、図１４ｃおよび図１４ｅに示すように、コンタクト２１４ｌ、第１メタル配線層の配線２１３ｌ、コンタクト２１１ｌを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、Ｔｐ２２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２、Ｔｎ２２のゲート電極に接続される。同様に、コンタクト２１４ｍ、第１メタル配線層の配線２１３ｍ、コンタクト２１１ｍを介してゲート配線２０６ｅに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ３２、Ｔｐ４２、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ３２、Ｔｎ４２のゲート電極に接続される。
電源Ｖｃｃを供給する第２メタル配線層の配線２１５ｆは第２の方向に延在配置され、コンタクト２１４ｂ、第１メタル配線層の配線２１３ｃおよびコンタクト２１２ｂを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、Ｔｐ１２、Ｔｐ１１〜Ｔｐ１６３、Ｔｐ１６２、Ｔｐ１６１のソース領域である下部拡散層２０２ｐａを共通に接続するシリサイド層２０３に接続される。なお、この接続箇所（２１４ｂ、２１３ｃ、２１２ｂ）は、複数個所設けられる。また、下部拡散層２０２ｐａおよび２０２ｐａを覆うシリサイド層２０３は、上下に隣接するデコーダで共有して接続される。
【００８０】
アドレス信号Ａ４を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｇは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ａ、図１４ｅ、図１４ｑに示すように、コンタクト２１４ｋ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｋ、コンタクト２１１ｋを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ４１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ４１のゲート電極に接続される。同様にして、第２メタル配線層の配線２１５ｇは、図１３ｂ、図１４ｇに示すように、コンタクト２１４ｒ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｒ、コンタクト２１１ｒを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ８１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ８１のゲート電極に接続される。さらに、第２メタル配線層の配線２１５ｇは、図１３ｃ、図１４ｌに示すように、コンタクト２１４ｘ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｘ、コンタクト２１１ｘを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２１のゲート電極に接続される。さらに、第２メタル配線層の配線２１５ｇは、図１３ｄ、図１４ｋに示すように、コンタクト２１４ｄｄ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｄｄ、コンタクト２１１ｄｄを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１６１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１６１のゲート電極に接続される。
【００８１】
アドレス信号Ａ３を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｈは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ａ、図１４ｄ、図１４ｐに示すように、コンタクト２１４ｊ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｊ、コンタクト２１１ｊを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ３１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ３１のゲート電極に接続される。同様にして、第２メタル配線層の配線２１５ｈは、図１３ｂに示すように、コンタクト２１４ｑ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｑ、コンタクト２１１ｑを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ２１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ２１のゲート電極に接続される。さらに、第２メタル配線層の配線２１５ｈは、図１３ｃに示すように、コンタクト２１４ｗ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｗ、コンタクト２１１ｗを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１１のゲート電極に接続される。さらに、第２メタル配線層の配線２１５ｈは、図１３ｄに示すように、コンタクト２１４ｃｃ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｃｃ、コンタクト２１１ｃｃを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１５１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１５１のゲート電極に接続される。
【００８２】
アドレス信号Ａ２を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｉは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ａ、図１４ｃ、図１４ｎに示すように、コンタクト２１４ｉ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｉ、コンタクト２１１ｉを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ３１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ３１のゲート電極に接続される。同様にして、第２メタル配線層の配線２１５ｉは、図１３ｂおよび図１４ｆに示すように、コンタクト２１４ｐ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｐ、コンタクト２１１ｐを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ６１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ６１のゲート電極に接続される。さらに、第２メタル配線層の配線２１５ｉは、図１３ｃおよび図１４ｈに示すように、コンタクト２１４ｖ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｖ、コンタクト２１１ｖを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１０１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１０１のゲート電極に接続される。さらに、第２メタル配線層の配線２１５ｉは、図１３ｄに示すように、コンタクト２１４ｂｂ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｂｂ、コンタクト２１１ｂｂを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１４１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１４１のゲート電極に接続される。
【００８３】
アドレス信号Ａ１を供給する第２メタル配線層の配線２１５ｊは縦方向（第２の方向）に延在配置され、図１３ａおよび図１４ａに示すように、コンタクト２１４ｈ、縦方向（第２の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線２１３ｈ、コンタクト２１１ｈを介してゲート配線２０６ｄに接続され、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１のゲート電極に接続されるとともに、ゲート配線２０６ｃを介してＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１のゲート電極に接続される。
基準電源Ｖｓｓを供給する第２メタル配線層の配線２１５ｋは第２の方向に延在配置され、それぞれコンタクト２１０ｎ１２〜２１０ｎ１６２、第１メタル配線層の配線２１３ｇ、コンタクト２１０ｎ１２〜２１０ｎ１６２を介してＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２、Ｔｎ２２〜Ｔｎ１６２のソースに接続される。
【００８４】
このような配置と接続により、１６個のデコーダが横方向、縦方向ともに最小ピッチ、最小面積で実現できる。
なお、本実施例では、アドレス信号をＡ１〜Ａ８に設定して、１６個のデコーダを設けたが、アドレス信号を増やして、デコーダの数を増加させることは容易である。増加させるアドレス信号は、アドレス信号Ａ１〜Ａ８と同様に、第２メタル配線層の配線を縦方向（第２の方向）に延在配置させ、横方向（第１の方向）に延在配置された第１メタル配線層の配線によりゲート配線２０６ｄあるいは２０６ｅと接続させるようにすれば、追加した第２メタル配線層の配線も、加工によって決まる最小ピッチにより配置できるので、最小面積にて、大規模のデコーダが提供できる。
【００８５】
本実施例によれば、２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する６個のＳＧＴを第１の方向に１列に配置したデコーダを、第１の方向と垂直な第２の方向に、複数個隣接して配置し、電源Ｖｃｃ、基準電源Ｖｓｓ、アドレス信号線（Ａ１〜Ａ８）を、第２の方向に延在配置し、且つ上記アドレス信号線（Ａ１〜Ａ８）のいずれかにおいて、第１の方向に延在配置された第１メタル配線層の配線を介して２入力ＮＡＮＤ型デコーダのゲート配線に接続することにより、入力アドレス信号の本数に制限されずに、無駄な配線やコンタクト領域を設けずに、第１の方向、第２の方向ともに最小ピッチで配置ができ、最小面積にて２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する半導体装置が提供できる。
【００８６】
本実施例では、ＳＧＴ６個の配置を、右側から、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１３、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１２、ＰＭＯＳトランジスタＴｐ１１、ＮＭＯＳトランジスタＴｎ１１およびＮＭＯＳトランジスタＴｎ１２としたが、本発明の本質は、２入力ＮＡＮＤ型デコーダとインバータを構成する６個のＳＧＴを１列に配置して、下部拡散層の配線（シリサイド層）、上部メタル層の配線、ゲート配線への接続を、第２メタル配線および第１メタル配線を有効に用いて、面積が最小になるデコーダを提供することであり、この発明の配置方法に従った場合において、ＳＧＴの配置、ゲート配線の配線方法、配線位置、メタル配線の配線方法及び配線位置等は本実施例の図面に示したもの以外のものも、本発明の技術的範囲に属するものである。
【００８７】
本実施例では、ＳＧＴ４個で構成するＮＡＮＤ型デコーダとバッファを兼ねるＳＧＴ２個で構成されるインバータを組み合わせてＳＧＴ６個構成による正論理のデコーダを提供したが、本発明の本質は、ＳＧＴ４個で構成される２入力のＮＡＮＤデコーダを、配線の面積を最小にして効率よく配置することであり、ＳＧＴ４個で構成されるＮＡＮＤ型デコーダのレイアウト配置を含む。この場合は負論理出力（選択されたデコーダの出力が論理“０”となる）のデコーダとなる。
【００８８】
なお、実施例は全て、ＢＯＸ構造を採用して説明したが、通常のＣＭＯＳ構造でも本実施例を容易に実現でき、ＢＯＸ構造に限定するものではない。
【００８９】
なお、本実施例の説明では、便宜上、ＰＭＯＳトランジスタのシリコン柱はＮ型シリコン、ＮＭＯＳシリコン柱はＰ型シリコン層と定義したが、微細化されたプロセスでは、不純物注入による濃度の制御が困難となるため、ＰＭＯＳトランジスタもＮＭＯＳトランジスタも、シリコン柱は不純物注入を行わない、いわゆる中性（イントリンジック：Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）な半導体を用い、チャネルの制御、すなわちＰＭＯＳ、ＮＭＯＳの閾値は、金属ゲート材固有のワークファンクション（Ｗｏｒｋ  Ｆｕｎｃｔｉｎ）の差を利用する場合もある。
【００９０】
また、本実施例では、下部拡散層あるいは上部拡散層をシリサイド層で覆うようにしたが、低抵抗にするためにシリサイドを採用したものであり、他の低抵抗な材料でもかまわない。金属化合物の総称としてシリサイドと定義をしている。
【符号の説明】
【００９１】
Ｔｐ１１、Ｔｐ１２，Ｔｐ１３、〜Ｔｐ１６１、Ｔｐ１６２，Ｔｐ１６３：ＰＭＯＳトランジスタ
Ｔｎ１１、Ｔｎ１２，Ｔｎ１３、〜Ｔｎ１６１、Ｔｎ１６２，Ｔｎ１６３：ＮＭＯＳトランジスタ
１０１、２０１：埋め込み酸化膜層
１０２ｐａ、１０２ｐｂ、１０２ｎａ、１０２ｎｂ、１０２ｎｃ、２０２ｐａ、２０２ｎａ、２０２ｎｂ：平面状シリコン層
１０３、２０３：シリサイド層
１０４ｐ、２０４ｐ：ｐ型シリコン柱
１０４ｎ、２０４ｎ：ｎ型シリコン柱
１０５、２０５：ゲート絶縁膜
１０６、２０６：ゲート電極
１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ、２０６ｅ：ゲート配線
１０７ｐ、２０７ｐ：ｐ＋拡散層
１０７ｎ、２０７ｎ：ｎ＋拡散層
１０８、２０８：シリコン窒化膜
１０９ｐ、１０９ｎ、２０９ｐ、２０９ｎ：シリサイド層
１１０ｐ、１１０ｎ、２１０ｐ、２１０ｎ：コンタクト
１１１、２１１：コンタクト
１１２、２１２：コンタクト
１１３、２１３：第１メタル配線層の配線
１１４、２１４：コンタクト
１１５、２１５：第２メタル配線層の配線
【要約】
縦型トランジスタであるSurrounding Gate Transistor（ＳＧＴ）を用いて、メモリ選択用のデコーダを構成する半導体装置を小さい面積で提供する。
１列に配置された６個のＭＯＳトランジスタ用いて構成された２入力ＮＡＮＤ型デコーダおよびインバータによるデコーダにおいて、前記デコーダを構成するＭＯＳトランジスタは、基板上に形成された平面状シリコン層上に形成され、ドレイン、ゲート、ソースが垂直方向に配置され、ゲートがシリコン柱を取り囲む構造を有し、前記平面状シリコン層は第１の導電型を持つ第１の活性化領域と第２の導電型を持つ第２の活性化領域からなり、それらが平面状シリコン層表面に形成されたシリコン層を通して互いに接続されることにより小さい面積のデコーダを構成する半導体装置を提供する。【図１】
0005838488.tif 000002
【図２ａ】
0005838488.tif 000003
【図２ｂ】
0005838488.tif 000004
【図３ａ】
0005838488.tif 000005
【図３ｂ】
0005838488.tif 000006
【図３ｃ】
0005838488.tif 000007
【図３ｄ】
0005838488.tif 000008
【図３ｅ】
0005838488.tif 000009
【図３ｆ】
0005838488.tif 000010
【図３ｇ】
0005838488.tif 000011
【図３ｈ】
0005838488.tif 000012
【図４】
0005838488.tif 000013
【図５】
0005838488.tif 000014
【図６ａ】
0005838488.tif 000015
【図６ｂ】
0005838488.tif 000016
【図６ｃ】
0005838488.tif 000017
【図７ａ】
0005838488.tif 000018
【図７ｂ】
0005838488.tif 000019
【図７ｃ】
0005838488.tif 000020
【図７ｄ】
0005838488.tif 000021
【図７ｅ】
0005838488.tif 000022
【図７ｆ】
0005838488.tif 000023
【図７ｇ】
0005838488.tif 000024
【図７ｈ】
0005838488.tif 000025
【図７ｉ】
0005838488.tif 000026
【図７ｊ】
0005838488.tif 000027
【図７ｋ】
0005838488.tif 000028
【図７ｌ】
0005838488.tif 000029
【図７ｍ】
0005838488.tif 000030
【図７ｎ】
0005838488.tif 000031
【図７ｐ】
0005838488.tif 000032
【図７ｑ】
0005838488.tif 000033
【図７ｒ】
0005838488.tif 000034
【図８】
0005838488.tif 000035
【図９】
0005838488.tif 000036
【図１０ａ】
0005838488.tif 000037
【図１０ｂ】
0005838488.tif 000038
【図１０ｃ】
0005838488.tif 000039
【図１０ｄ】
0005838488.tif 000040
【図１０ｅ】
0005838488.tif 000041
【図１０ｆ】
0005838488.tif 000042
【図１０ｇ】
0005838488.tif 000043
【図１０ｈ】
0005838488.tif 000044
【図１０ｉ】
0005838488.tif 000045
【図１０ｊ】
0005838488.tif 000046
【図１１ａ】
0005838488.tif 000047
【図１１ｂ】
0005838488.tif 000048
【図１２】
0005838488.tif 000049
【図１３ａ】
0005838488.tif 000050
【図１３ｂ】
0005838488.tif 000051
【図１３ｃ】
0005838488.tif 000052
【図１３ｄ】
0005838488.tif 000053
【図１３ｅ】
0005838488.tif 000054
【図１３ｆ】
0005838488.tif 000055
【図１４ａ】
0005838488.tif 000056
【図１４ｂ】
0005838488.tif 000057
【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１４ｆ】
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【図１４ｇ】
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【図１４ｈ】
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【図１４ｉ】
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【図１４ｊ】
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【図１４ｋ】
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【図１４ｌ】
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【図１４ｍ】
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【図１４ｎ】
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【図１４ｐ】
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【図１４ｑ】
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【図１４ｒ】
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【図１４ｓ】
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【図１４ｔ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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