JP5483207B2 - Logic circuit - Google Patents
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Description
本発明は、二次元に広がる薄い活性領域(電気伝導領域)を有するインプレーンダブルゲートトランジスターを用いた論理回路に関するものである。 The present invention relates to a logic circuit using an in-plane double gate transistor having a thin active region (electrically conductive region) extending in two dimensions.
半導体論理回路の基本要素は、NAND回路、NOR回路およびNOT回路(インバータ)等である。これらの回路の組み合わせによりLSIの設計が行われる。従来一般に用いられてきた論理回路は、CMOSの組み合わせによるものである。たとえば最も単純なNOT回路(インバータ)は、1個のCMOSによる構成、すなわちn−MOSトランジスターとp−MOSトランジスターの組み合わせによる構成で実現できる。NOT回路の構成例を図12に示す。 Basic elements of the semiconductor logic circuit are a NAND circuit, a NOR circuit, a NOT circuit (inverter), and the like. An LSI is designed by a combination of these circuits. A logic circuit that has been generally used conventionally is a combination of CMOSs. For example, the simplest NOT circuit (inverter) can be realized by a single CMOS configuration, that is, a combination of an n-MOS transistor and a p-MOS transistor. A configuration example of the NOT circuit is shown in FIG.
NOT回路は、p−MOSトランジスター100と、n−MOSトランジスター101とによって構成される。このNOT回路は、p−MOSトランジスター100およびn−MOSトランジスター101のゲートを入力端子102とし、p−MOSトランジスター100およびn−MOSトランジスター101のドレインを出力端子103とすることにより、インバータ動作が可能である。
The NOT circuit includes a p-
一方、CMOSの組み合わせで実現したNAND回路の構成例を図13に示す。このNAND回路は、p−MOSトランジスター200とn−MOSトランジスター201とからなる1組のCMOSと、p−MOSトランジスター202とn−MOSトランジスター203とからなる他の1組のCMOSとによって構成されている。このような構成のため、入力端子204,205に入力信号(A,B)として(1,1)が入力された場合には、出力端子206から出力信号OUTとして0が出力される。一方、入力信号(A,B)として(1,0),(0,1),(0,0)のいずれかが入力された場合には、出力信号OUTとして1が出力される。
On the other hand, a configuration example of a NAND circuit realized by a combination of CMOSs is shown in FIG. This NAND circuit is composed of a set of CMOSs composed of a p-
CMOSの組み合わせで実現したNOR回路の構成例を図14に示す。このNOR回路は、p−MOSトランジスター300とn−MOSトランジスター301とからなる1組のCMOSと、p−MOSトランジスター302とn−MOSトランジスター303とからなる他の1組のCMOSとによって構成されている。このような構成のため、入力端子304,305に入力信号(A,B)として(1,0),(0,1),(1,1)のいずれかが入力された場合には、出力端子306から出力信号OUTとして0が出力される。一方、入力信号(A,B)として(0,0)が入力された場合には、出力信号OUTとして1が出力される。
FIG. 14 shows a configuration example of a NOR circuit realized by a combination of CMOSs. This NOR circuit is composed of one set of CMOS composed of a p-
NAND回路、NOR回路のいずれの回路においても2組のCMOS、すなわち4個のトランジスターが最低限必要な構成となる。また、CMOSの製作行程は複数回のイオン注入プロセスが不可欠であり、製作コストは大きい。
このように従来技術における論理回路は、素子数が多く、かつプロセスに多くのステップと費用がかかるという問題があった。
In both the NAND circuit and the NOR circuit, two sets of CMOSs, that is, four transistors are required. Further, in the CMOS manufacturing process, a plurality of ion implantation processes are indispensable, and the manufacturing cost is high.
As described above, the logic circuit in the prior art has a problem that the number of elements is large and the process requires many steps and costs.
このような問題を解決することができる論理回路素子として、二次元に広がる極めて薄い活性領域(電気伝導領域)を有するインプレーンゲート型素子が知られている(例えば非特許文献1参照)。インプレーンゲート型素子の構造は、GaAs/AlGaAs系、InGaAs/InAlAs系、InSb/InAlGaSb系、InAs/AlGaSb系、SiGe/Si系、Si/SiO2など多くのIII−V族化合物半導体、IV族半導体などさまざまな半導体での実現が可能である。 As a logic circuit element capable of solving such a problem, an in-plane gate type element having an extremely thin active region (electric conduction region) extending in two dimensions is known (see, for example, Non-Patent Document 1). The structure of the in-plane gate type device is composed of GaAs / AlGaAs, InGaAs / InAlAs, InSb / InAlGaSb, InAs / AlGaSb, SiGe / Si, Si / SiO 2, etc. Realization with various semiconductors such as semiconductors is possible.
ここでは、InGaAs/InAlAs系を用いた説明を行う。図15はインプレーンゲート型素子の半導体ウエハ構造を示す断面図である。このウエハは、InP基板400と、InP基板400上に形成されたInAlAsバッファ層401と、InAlAsバッファ層401上に形成されたInGaAs層402と、InGaAs層402上に形成されたInAlAs層403と、InAlAs層403上に形成されたSiドープInAlAs層404と、SiドープInAlAs層404上に形成されたInAlAs層405と、InAlAs層405上に形成されたInP層406と、InP層406上に形成されたInGaAs層407とからなる。InAlAsバッファ層401、InGaAs層402、InAlAs層403、SiドープInAlAs層404、InAlAs層405、InP層406、InGaAs層407の厚さは、それぞれ200nm、20nm、3nm、5nm、4nm、5nm、2nmである。
Here, description will be made using an InGaAs / InAlAs system. FIG. 15 is a sectional view showing a semiconductor wafer structure of an in-plane gate type device. The wafer includes an
この半導体ウエハ構造では、InGaAs層402とInAlAs層403との界面のInGaAs層402に電子移動度の高い二次元電子の伝導層408が発生している。伝導層408の厚さは極めて薄く、約数nmである。表面からイオンエッチングによって半導体ウエハに細い溝を形成し、チャネル構造を形成して、インプレーンダブルゲートトランジスターを製作する。イオンエッチングの精度を上げることにより、エッチング損傷が少なくかつエッチング幅40nm以下のきわめて細い、アスペクト比の大きな溝を作ることができる。
In this semiconductor wafer structure, a two-dimensional
図16は図15の半導体ウエハ上に形成されたインプレーンダブルゲートトランジスターを上から見た平面図であり、図17は図16のインプレーンダブルゲートトランジスターをI−I線で切断した断面図である。図16、図17における501はエッチング溝、502,503はゲート、504はチャネル、505はドレイン、506はソースである。ゲート502,503は、エッチング溝501によってチャネル504、ドレイン505およびソース506と隔てられている。チャネル504の一端はドレイン505と接続され、チャネル504の他端はソース506と接続されている。エッチング溝501の幅W1は40nm、エッチング溝501の深さは33nmである。チャネル504の幅W2は120nm、チャネル504の長さL1は1.1μmである。このインプレーンダブルゲートトランジスター500では、チャネル504を挟んで両側にゲート502,503が配置されるダブルゲート構造が形成されている。
16 is a plan view of the in-plane double gate transistor formed on the semiconductor wafer of FIG. 15 as viewed from above. FIG. 17 is a cross-sectional view of the in-plane double gate transistor of FIG. is there. 16 and 17,
図16、図17に示したインプレーンダブルゲートトランジスター500の構造ではゲート効率(gm)が低いことが心配されるが、二次元電子を利用する場合、十分な制御性が得られる。図18は、図16、図17に示したインプレーンダブルゲートトランジスター500の出力特性を示す図である。図18は、両方のゲート502,503に0V、0.2V、0.4V、0.6V、0.8V、1.0Vのゲート電圧を印加したときの出力特性を示している。
In the structure of the in-plane
図16、図17に示したインプレーンダブルゲートトランジスター500を利用したNAND回路としては、たとえば図19に示すような構成が知られている(例えば非特許文献2参照)。このNAND回路は、インプレーンダブルゲートトランジスター500と、インプレーンダブルゲートトランジスター500と直列に接続された固定負荷抵抗507によって構成されている。
As a NAND circuit using the in-plane
2つの入力端子508,509に入力電圧VIn1,VIn2として1Vを印加した場合には、インプレーンダブルゲートトランジスター500のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化するため、出力端子510には0Vが現れる。一方、2つの入力端子508,509のうち一方の入力端子に1Vを印加し、他方の入力端子に0Vを印加した場合、あるいは2つの入力端子508,509に0Vを印加した場合には、インプレーンダブルゲートトランジスター500のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化するため、出力端子510には1Vが現れる。このようなチャネルのON/OFFは、チャネル幅を調整することによって実現することができる。
When 1 V is applied as the input voltages V In1 and V In2 to the two
図19に示した論理回路では、図13、図14に示した回路に比べて素子数を著しく減らすことができる反面、固定負荷抵抗を用いているために、ON状態とOFF状態のコントラスト(High/Low比)を十分に大きくとることができないという問題点があった。また、図19に示した論理回路では、インプレーンダブルゲートトランジスターのチャネルがON状態の場合、常に回路に電流が流れるので、消費電力が大きくなるという問題点があった。 In the logic circuit shown in FIG. 19, the number of elements can be remarkably reduced as compared with the circuits shown in FIGS. 13 and 14. However, since a fixed load resistor is used, the contrast between the ON state and the OFF state (High) / Low ratio) cannot be made sufficiently large. In the logic circuit shown in FIG. 19, when the channel of the in-plane double gate transistor is in the ON state, a current always flows through the circuit, and there is a problem that power consumption increases.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ON状態とOFF状態のコントラスト(High/Low比)が高く、消費電力の少ない論理回路を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a logic circuit with high contrast (High / Low ratio) between an ON state and an OFF state and low power consumption.
本発明の論理回路は、第1、第2のゲートがそれぞれ第1、第2の入力端子に接続され、ドレインが出力端子に接続され、ソースがグランド端子に接続された第1のインプレーンダブルゲートトランジスターと、第1、第2のゲートおよびソースが前記第1のインプレーンダブルゲートトランジスターのドレインに接続され、ドレインがバイアス端子に接続された第2のインプレーンダブルゲートトランジスターとを備えることを特徴とするものである。 In the logic circuit of the present invention, the first and second gates are respectively connected to the first and second input terminals, the drain is connected to the output terminal, and the source is connected to the ground terminal. A gate transistor; and a second in-plane double gate transistor having first and second gates and a source connected to a drain of the first in-plane double-gate transistor and a drain connected to a bias terminal. It is a feature.
また、本発明の論理回路は、第1、第2のゲートがそれぞれ第1、第2の入力端子に接続され、ドレインが出力端子に接続され、ソースがグランド端子に接続されたインプレーンダブルゲートトランジスターと、第1、第2のゲートおよびソースが一体構造で形成され、この第1、第2のゲートおよびソースが前記インプレーンダブルゲートトランジスターのドレインに接続され、ドレインがバイアス端子に接続された自己バイアス型インプレーントランジスターとを備えることを特徴とするものである。 In the logic circuit of the present invention, the first and second gates are connected to the first and second input terminals, the drain is connected to the output terminal, and the source is connected to the ground terminal. The transistor, the first and second gates and the source are integrally formed, the first and second gates and the source are connected to the drain of the in-plane double gate transistor, and the drain is connected to the bias terminal. And a self-biased in-plane transistor.
また、本発明の論理回路は、第1、第2のゲートのうち第2のゲートとソースとが一体構造で形成され、第1のゲートが入力端子に接続され、ドレインが出力端子に接続され、第2のゲートおよびソースがグランド端子に接続されたインプレーンダブルゲートトランジスターと、第1、第2のゲートおよびソースが一体構造で形成され、この第1、第2のゲートおよびソースが前記インプレーンダブルゲートトランジスターのドレインに接続され、ドレインがバイアス端子に接続された自己バイアス型インプレーントランジスターとを備えることを特徴とするものである。 In the logic circuit of the present invention, the second gate and the source of the first and second gates are integrally formed, the first gate is connected to the input terminal, and the drain is connected to the output terminal. The in-plane double gate transistor having the second gate and source connected to the ground terminal, and the first and second gates and source are formed as a single structure, and the first and second gates and source are connected to the in-plane structure. And a self-biased in-plane transistor having a drain connected to a drain of the plain double gate transistor and having a drain connected to a bias terminal.
また、本発明の論理回路の1構成例において、前記第1のインプレーンダブルゲートトランジスターのドレインと前記第2のインプレーンダブルゲートトランジスターのソースとは、配線を介して接続されることを特徴とするものである。
また、本発明の論理回路の1構成例において、前記第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターは、同一の半導体積層構造に形成され、この半導体積層構造に埋め込まれた伝導層を共有することを特徴とするものである。
また、本発明の論理回路の1構成例は、前記第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターのコンダクタンスに差が生じるように、前記第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターの寸法が設定されていることを特徴とするものである。
In one configuration example of the logic circuit of the present invention, the drain of the first in-plane double gate transistor and the source of the second in-plane double gate transistor are connected via a wiring. To do.
In one configuration example of the logic circuit of the present invention, the first and second in-plane double gate transistors are formed in the same semiconductor stacked structure and share a conductive layer embedded in the semiconductor stacked structure. It is characterized by.
In one configuration example of the logic circuit of the present invention, the dimensions of the first and second in-plane double gate transistors are set so that a difference occurs in conductance between the first and second in-plane double gate transistors. It is characterized by being.
また、本発明の論理回路の1構成例において、前記インプレーンダブルゲートトランジスターのドレインと前記自己バイアス型インプレーントランジスターの第1、第2のゲートおよびソースとは、配線を介して接続されることを特徴とするものである。
また、本発明の論理回路の1構成例において、前記インプレーンダブルゲートトランジスターと前記自己バイアス型インプレーントランジスターとは、同一の半導体積層構造に形成され、この半導体積層構造に埋め込まれた伝導層を共有することを特徴とするものである。
また、本発明の論理回路の1構成例は、前記インプレーンダブルゲートトランジスターのコンダクタンスと前記自己バイアス型インプレーントランジスターのコンダクタンスに差が生じるように、前記インプレーンダブルゲートトランジスターと前記自己バイアス型インプレーントランジスターの寸法が設定されていることを特徴とするものである。
In one configuration example of the logic circuit of the present invention, the drain of the in-plane double gate transistor and the first and second gates and the source of the self-biased in-plane transistor are connected via a wiring. It is characterized by.
In one configuration example of the logic circuit of the present invention, the in-plane double gate transistor and the self-biased in-plane transistor are formed in the same semiconductor stacked structure, and a conductive layer embedded in the semiconductor stacked structure is formed. It is characterized by sharing.
Also, one configuration example of the logic circuit according to the present invention is configured so that a difference occurs between the conductance of the in-plane double gate transistor and the conductance of the self-biased in-plane transistor. The dimensions of the plain transistor are set.
本発明によれば、論理回路の素子として二次元に広がる薄い伝導層(活性領域)をもつインプレーンダブルゲートトランジスターを用いることにより、CMOSを用いる場合と比較して少ない素子数で論理回路を実現することができ、かつ素子間の配線を少なくすることができる。このため、本発明では、回路の高集積化や製造プロセスの単純化、および製造コストの低減に大きく寄与することができる。さらに、本発明では、2つのインプレーンダブルゲートトランジスターを直列に接続した構成とすることにより、インプレーンダブルゲートトランジスターと固定負荷抵抗とを直列に接続した従来の論理回路と比較してON状態とOFF状態のコントラスト(High/Low比)を十分に大きくとることができ、かつ消費電力を低減することができる。 According to the present invention, by using an in-plane double gate transistor having a thin conductive layer (active region) that spreads in two dimensions as an element of a logic circuit, a logic circuit can be realized with a smaller number of elements than when using a CMOS. And wiring between elements can be reduced. Therefore, the present invention can greatly contribute to the high integration of circuits, the simplification of the manufacturing process, and the reduction of the manufacturing cost. Furthermore, in the present invention, the two in-plane double gate transistors are connected in series, so that the ON state is compared with the conventional logic circuit in which the in-plane double gate transistor and the fixed load resistor are connected in series. The contrast in the OFF state (High / Low ratio) can be made sufficiently large, and the power consumption can be reduced.
また、本発明では、インプレーンダブルゲートトランジスターと自己バイアス型インプレーントランジスターとを直列に接続した構成とすることにより、インプレーンダブルゲートトランジスターと固定負荷抵抗とを直列に接続した従来の論理回路と比較してON状態とOFF状態のコントラスト(High/Low比)を十分に大きくとることができ、かつ消費電力を低減することができる。 Further, according to the present invention, a conventional logic circuit in which an in-plane double gate transistor and a fixed load resistor are connected in series by configuring the in-plane double gate transistor and the self-biased in-plane transistor in series. In comparison, the contrast (High / Low ratio) between the ON state and the OFF state can be made sufficiently large, and the power consumption can be reduced.
また、本発明では、第1、第2のゲートのうち第2のゲートとソースとを一体構造で形成したインプレーンダブルゲートトランジスターと、自己バイアス型インプレーントランジスターとを直列に接続した構成とすることにより、NOT回路を実現することができる。本発明では、インプレーンダブルゲートトランジスターと固定負荷抵抗とを直列に接続した従来の論理回路と比較してON状態とOFF状態のコントラスト(High/Low比)を十分に大きくとることができ、かつ消費電力を低減することができる。 In the present invention, an in-plane double gate transistor in which the second gate and the source of the first and second gates are integrally formed and a self-biased in-plane transistor are connected in series. Thus, a NOT circuit can be realized. In the present invention, the contrast (High / Low ratio) between the ON state and the OFF state can be sufficiently large as compared with a conventional logic circuit in which an in-plane double gate transistor and a fixed load resistor are connected in series. Power consumption can be reduced.
また、本発明では、第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターを同一の半導体積層構造に形成し、半導体積層構造に埋め込まれた伝導層を第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターで共有するようにしたことにより、論理回路の入出力特性の向上が期待でき、また設計、製造にかかるコストを低減することができる。 In the present invention, the first and second in-plane double gate transistors are formed in the same semiconductor stacked structure, and the conductive layer embedded in the semiconductor stacked structure is shared by the first and second in-plane double gate transistors. By doing so, the input / output characteristics of the logic circuit can be improved, and the cost for designing and manufacturing can be reduced.
また、本発明では、インプレーンダブルゲートトランジスターと自己バイアス型インプレーントランジスターとを同一の半導体積層構造に形成し、半導体積層構造に埋め込まれた伝導層をインプレーンダブルゲートトランジスターと自己バイアス型インプレーントランジスターで共有するようにしたことにより、論理回路の入出力特性の向上が期待でき、また設計、製造にかかるコストを低減することができる。 In the present invention, the in-plane double gate transistor and the self-biased in-plane transistor are formed in the same semiconductor stacked structure, and the conductive layer embedded in the semiconductor stacked structure is formed in the in-plane double-gate transistor and the self-biased in-plane. By sharing the transistors, the input / output characteristics of the logic circuit can be improved, and the cost for designing and manufacturing can be reduced.
また、本発明では、第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターのコンダクタンスに差が生じるように、第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターの寸法を設定することにより、論理回路をNAND回路またはNOR回路として動作させることが可能である。 In the present invention, the logic circuit is configured as a NAND circuit by setting the dimensions of the first and second in-plane double gate transistors so that a difference occurs in conductance between the first and second in-plane double gate transistors. Alternatively, it can be operated as a NOR circuit.
また、本発明では、インプレーンダブルゲートトランジスターのコンダクタンスと自己バイアス型インプレーントランジスターのコンダクタンスに差が生じるように、インプレーンダブルゲートトランジスターと自己バイアス型インプレーントランジスターの寸法を設定することにより、論理回路をNAND回路またはNOR回路として動作させることが可能である。 In the present invention, the dimensions of the in-plane double gate transistor and the self-biased in-plane transistor are set so that a difference occurs between the conductance of the in-plane double-gate transistor and the self-biased in-plane transistor. The circuit can be operated as a NAND circuit or a NOR circuit.
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る論理回路の構成を示す回路図である。本実施の形態の論理回路は、第1のインプレーンダブルゲートトランジスター1と、第1のインプレーンダブルゲートトランジスター1と直列に接続された第2のインプレーンダブルゲートトランジスター2とによって構成されている。インプレーンダブルゲートトランジスター1,2の構造は、図16、図17に示したトランジスターと同様であり、チャネル幅は約120nm、チャネル長は約1.1μmである。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a logic circuit according to the first embodiment of the present invention. The logic circuit according to the present embodiment includes a first in-plane
インプレーンダブルゲートトランジスター1のゲート10は入力端子3に接続され、ゲート11は入力端子4に接続され、ドレイン12は出力端子5に接続され、ソース13はグランド端子(低ポテンシャル端子)8に接続されている。入力端子3とゲート10との間、入力端子4とゲート11との間、グランド端子8とソース13との間は、金配線によって接続されている。
The
インプレーンダブルゲートトランジスター2のゲート20,21は出力端子5およびインプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12に接続され、ドレイン22はバイアス端子6に接続され、ソース23は出力端子5およびインプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12に接続されている。出力端子5とゲート20,21との間、バイアス端子6とドレイン22との間、ソース23とインプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12との間は、金配線によって接続されている。
The
この論理回路のバイアス端子6に1Vを加え、インプレーンダブルゲートトランジスター1の2つの入力端子(ダブルゲート端子)3,4に電圧VIn1,VIn2を入力することにより論理動作が可能である。
図2は本実施の形態の論理回路の入出力特性を示す図である。この図2に示す入出力特性は、2つのインプレーンダブルゲートトランジスター1,2を金配線で直列に接続した構成における測定結果である。バイアス端子6に印加されるバイアス電圧VDDは1Vであり、グランド端子8の電圧は0Vである。
Logic operation is possible by applying 1 V to the
FIG. 2 is a diagram showing input / output characteristics of the logic circuit of this embodiment. The input / output characteristics shown in FIG. 2 are measurement results in a configuration in which two in-plane
2つの入力端子3,4に入力電圧VIn1,VIn2として0Vを印加すると、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12の電圧が上昇する。このドレイン電圧がインプレーンダブルゲートトランジスター2の2つのゲート20,21に入力されるため、インプレーンダブルゲートトランジスター2のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化する。その結果、出力端子5の電圧Voutは1Vに近いHighレベル(図2の例では0.9V)に上昇する。
When 0V is applied to the two
一方、2つの入力端子3,4のうち一方の入力端子に1Vを印加し、他方の入力端子に0Vを印加した場合、あるいは2つの入力端子3,4に1Vを印加した場合には、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12の電圧が低下する。このドレイン電圧がインプレーンダブルゲートトランジスター2の2つのゲート20,21に入力されるため、インプレーンダブルゲートトランジスター2のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化する。その結果、バイアス電圧のほとんどはインプレーンダブルゲートトランジスター2にかかるため、出力端子5の電圧Voutは0Vに近いLowレベル(図2の例では0.03〜0.05V)となる。以上のように、本実施の形態の論理回路はNOR回路として動作する。
On the other hand, when 1V is applied to one input terminal of the two
本実施の形態では、出発材料として二次元に広がる薄い活性領域をもつ半導体積層構造を用いる。具体的な論理回路はこの半導体積層構造に極めて微細な溝を掘ることによって実現するため、素子間の接続は溝のパターン設計によって自由に実現することができる。このため、素子間の接続端子、配線等を著しく省略することができる。このように、本実施の形態では、論理回路の素子としてインプレーンダブルゲートトランジスター1,2を用いることにより、CMOSを用いる場合と比較して少ない素子数で論理回路を実現することができ、かつ素子間の配線を少なくすることができる。このため、本実施の形態では、回路の高集積化や製造プロセスの単純化、および製造コストの低減に大きく寄与することができる。
In this embodiment, a semiconductor stacked structure having a thin active region extending two-dimensionally is used as a starting material. Since a specific logic circuit is realized by digging extremely fine grooves in the semiconductor laminated structure, connection between elements can be freely realized by designing a groove pattern. For this reason, the connection terminals, wiring, etc. between elements can be omitted significantly. As described above, in this embodiment, by using the in-plane
さらに、本実施の形態では、2つのインプレーンダブルゲートトランジスター1,2を直列に接続した構成とすることにより、図19に示した論理回路と比較してON状態とOFF状態のコントラスト(High/Low比)を十分に大きくとることができる。また、本実施の形態では、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがOFF状態のときはインプレーンダブルゲートトランジスター2のチャネルがON状態となり、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがON状態のときはインプレーンダブルゲートトランジスター2のチャネルがOFF状態となる。したがって、本実施の形態では、バイアス端子6からグランドに向かう電流はほぼなくなるので、図19に示した論理回路と比較して消費電力を低減することができる。また、本実施の形態では、論理回路の組み合わせにより、さらに複雑な回路構成にも対応することが可能である。
Furthermore, in the present embodiment, the two in-plane
なお、本実施の形態の論理回路はNOR回路として動作するが、2つのインプレーンダブルゲートトランジスター1,2のチャネル幅を調整することにより、インプレーンダブルゲートトランジスター1の一方のゲートのみに1Vを印加してもチャネルがON状態にならない条件にすれば、NAND回路として動作させることができる。すなわち、入力電圧VIn1,VIn2が印加されるインプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネル幅以上の広いチャネル幅を持つインプレーンゲートトランジスター2を負荷として用いることで、NAND回路を実現することができる。なお、所望の回路動作に応じたチャネル幅とチャネル長の設定の詳細については後述する。
Although the logic circuit of this embodiment operates as a NOR circuit, 1 V is applied to only one gate of the in-plane
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図3は本発明の第2の実施の形態に係る論理回路の構成を示す回路図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の論理回路は、同一の半導体ウエハ構造に2つのインプレーンダブルゲートトランジスター1,2を作製し、活性領域(図15、図17の伝導層408)を2つのインプレーンダブルゲートトランジスター1,2で共有するようにしたものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a logic circuit according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In the logic circuit of this embodiment, two in-plane
エッチング溝以外の部分には伝導層があるので、トランジスター間を配線で接続する必要がない。その結果、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12とインプレーンダブルゲートトランジスター2のソース23とは、配線を用いることなく直接接続されている。この接続は、インプレーンダブルゲートトランジスター1,2のドレイン12,22、ソース13,23、ゲート10,11,20,21が全て同じ層に形成されているため可能となる。
Since there is a conductive layer in a portion other than the etching groove, it is not necessary to connect the transistors by wiring. As a result, the
第1の実施の形態で説明したとおり、本実施の形態の論理回路は、NOR回路またはNAND回路として動作させることが可能である。
第1の実施の形態では、2つのインプレーンダブルゲートトランジスター1,2を金配線で直列に接続している。これに対して、本実施の形態では、このような配線が不要になると共に、ドレイン12上に形成する端子およびソース23上に形成する端子が不要になるので、論理回路の入出力特性の向上が期待できる。また、第1の実施の形態と比較して回路の設計、製造も容易となるので、設計、製造にかかるコストを低減することができる。
As described in the first embodiment, the logic circuit of this embodiment can be operated as a NOR circuit or a NAND circuit.
In the first embodiment, two in-plane
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図4は本発明の第3の実施の形態に係る論理回路の構成を示す回路図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の論理回路は、インプレーンダブルゲートトランジスター1と、インプレーンダブルゲートトランジスター1と直列に接続された自己バイアス型インプレーントランジスター7とによって構成されている。インプレーンダブルゲートトランジスター1の構造は、図16、図17に示したトランジスターと同様であり、チャネル幅は約120nm、チャネル長は約1.1μmである。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a logic circuit according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The logic circuit of the present embodiment includes an in-plane
インプレーンダブルゲートトランジスター1のゲート10は入力端子3に接続され、ゲート11は入力端子4に接続され、ドレイン12は出力端子5に接続され、ソース13はグランド端子8に接続されている。入力端子3とゲート10との間、入力端子4とゲート11との間、グランド端子8とソース13との間は、金配線によって接続されている。
The
自己バイアス型インプレーントランジスター7のゲート70,71およびソース73は出力端子5およびインプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12に接続され、ドレイン72はバイアス端子6に接続されている。出力端子5とゲート70,71およびソース73との間、ゲート70,71およびソース73とインプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12との間は、金配線によって接続されている。
The
図5は自己バイアス型インプレーントランジスター7を上から見た平面図である。この自己バイアス型インプレーントランジスター7を図5のI−I線で切断した断面は図17と同様の状態になるので、断面の記載は省略する。図5における74はエッチング溝、75はチャネルである。チャネル75の一端はドレイン72と接続されている。一方、ゲート70,71とチャネル75とはエッチング溝74によって隔てられておらず、チャネル75の他端がそのままゲート70,71およびソース73と接続される構造となっている。エッチング溝74の幅W3は40nm、エッチング溝74の深さは33nmである。チャネル75の幅W4は100nm、チャネル75の長さL2は1.1μmである。
FIG. 5 is a plan view of the self-biased in-
図6は本実施の形態の論理回路の入出力特性を示す図である。この図6に示す入出力特性は、インプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とを金配線で直列に接続した構成における測定結果である。バイアス端子6に印加されるバイアス電圧VDDは1Vである。
FIG. 6 is a diagram showing input / output characteristics of the logic circuit of this embodiment. The input / output characteristics shown in FIG. 6 are measurement results in a configuration in which the in-plane
2つの入力端子3,4に入力電圧VIn1,VIn2として0Vを印加すると、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12の電圧が上昇する。このドレイン電圧が自己バイアス型インプレーントランジスター7の2つのゲート70,71に入力されるため、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化する。その結果、出力端子5の電圧Voutは1Vに近いHighレベル(図6の例では0.95V)に上昇する。
When 0V is applied to the two
一方、2つの入力端子3,4のうち一方の入力端子に1Vを印加し、他方の入力端子に0Vを印加した場合、あるいは2つの入力端子3,4に1Vを印加した場合には、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12の電圧が低下する。このドレイン電圧が自己バイアス型インプレーントランジスター7の2つのゲート70,71に入力されるため、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化する。その結果、バイアス電圧のほとんどは自己バイアス型インプレーントランジスター7にかかるため、出力端子5の電圧Voutは0Vに近いLowレベル(図6の例では0.02〜0.05V)となる。このように、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネル幅を100nm、チャネル長を1.1μmとすると、本実施の形態の論理回路はNOR回路として動作する。
On the other hand, when 1V is applied to one input terminal of the two
一方、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネル幅を120nm、チャネル長を1.1μmとした場合の論理回路の入出力特性を図7に示す。図6と同様に、図7に示す入出力特性は、インプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とを金配線で直列に接続した構成における測定結果である。
On the other hand, FIG. 7 shows input / output characteristics of the logic circuit when the channel width of the self-biased in-
チャネル幅を120nmと広くした場合、自己バイアス型インプレーントランジスター7は、ゲート70,71に強い電圧が加わらないとOFF状態にならない。インプレーンダブルゲートトランジスター1のゲート10,11への電圧印加が一方のゲートに対してのみ行われた場合、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン電圧は自己バイアス型インプレーントランジスター7をOFF状態に導くほど十分には低下しない。したがって、2つの入力端子3,4に入力電圧VIn1,VIn2として0Vを印加した場合、あるいは2つの入力端子3,4のうち一方の入力端子に1Vを印加し、他方の入力端子に0Vを印加した場合には、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがOFF状態となり、ドレイン12の電圧が上昇する。このドレイン電圧の上昇により、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがON状態となる。その結果、出力端子5の電圧Voutは1Vに近いHighレベル(図7の例では0.9〜0.98V)に上昇する。
When the channel width is increased to 120 nm, the self-biased in-
一方、2つの入力端子3,4に入力電圧VIn1,VIn2として1Vを印加すると、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがON状態となり、ドレイン12の電圧が低下する。このドレイン電圧の低下により、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがOFF状態となる。その結果、出力端子5の電圧Voutは0Vに近いLowレベル(図7の例では0.09V)となる。このように、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネル幅を120nm、チャネル長を1.1μmとすると、本実施の形態の論理回路はNAND回路として動作する。
On the other hand, when 1 V is applied as the input voltages V In1 and V In2 to the two
以上のように、本実施の形態では、インプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とを直列に接続した構成とすることにより、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the inplane
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図8は本発明の第4の実施の形態に係る論理回路の構成を示す回路図であり、図4と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の論理回路は、同一の半導体ウエハ構造にインプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とを作製し、活性領域(図15、図17の伝導層408)をインプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とで共有するようにしたものである。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a logic circuit according to the fourth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. In the logic circuit of this embodiment, an in-plane
第2の実施の形態と同様に、エッチング溝以外の部分には伝導層があるので、トランジスター間を配線で接続する必要がない。その結果、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12と自己バイアス型インプレーントランジスター7のゲート70,71およびソース73とは、配線を用いることなく直接接続されている。この接続は、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12、ソース13、ゲート10,11と自己バイアス型インプレーントランジスター7のドレイン72、ソース73、ゲート70,71が全て同じ層に形成されているため可能となる。
As in the second embodiment, since there is a conductive layer in a portion other than the etching groove, it is not necessary to connect the transistors with wiring. As a result, the
第3の実施の形態で説明したとおり、本実施の形態の論理回路は、NOR回路またはNAND回路として動作させることが可能である。
第3の実施の形態では、インプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とを金配線で直列に接続している。これに対して、本実施の形態では、このような配線が不要になると共に、ドレイン12上に形成する端子およびゲート70,71上に形成する端子が不要になるので、論理回路の入出力特性の向上が期待できる。また、第3の実施の形態と比較して回路の設計、製造も容易となるので、設計、製造にかかるコストを低減することができる。
As described in the third embodiment, the logic circuit of this embodiment can be operated as a NOR circuit or a NAND circuit.
In the third embodiment, the in-plane
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。図9は本発明の第5の実施の形態に係る論理回路の構成を示す回路図であり、図4、図8と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、第4の実施の形態の論理回路において、インプレーンダブルゲートトランジスター1のゲート10,11を配線によって短絡したものである。すなわち、ゲート10,11は同一の入力端子9に接続されている。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a logic circuit according to the fifth embodiment of the present invention. The same components as those in FIGS. 4 and 8 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, in the logic circuit of the fourth embodiment, the
インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネル幅およびチャネル長の条件と、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネル幅およびチャネル長の条件は、第3の実施の形態で説明したNOR回路の場合の条件でもよいし、NAND回路の場合の条件でもよい。バイアス端子6に印加されるバイアス電圧VDDは1Vであり、グランド端子8の電圧は0Vである。
The conditions of the channel width and the channel length of the in-plane
入力端子9に入力電圧VInとして1Vを印加すると、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12の電圧が低下する。このドレイン電圧の低下により、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化する。その結果、出力端子5の電圧Voutは0Vに近いLowレベルとなる。
When 1V is applied to the
一方、入力端子9に入力電圧VInとして0Vを印加すると、インプレーンダブルゲートトランジスター1のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1のドレイン12の電圧が上昇する。このドレイン電圧の上昇により、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化する。その結果、出力端子5の電圧Voutは1Vに近いHighレベルに上昇する。このように、本実施の形態の論理回路はNOT回路(インバータ)として動作する。
On the other hand, when 0 V is applied to the
以上のように、本実施の形態では、インプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とを直列に接続した構成とすることにより、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、インプレーンダブルゲートトランジスター1と自己バイアス型インプレーントランジスター7とを接続する配線が不要になると共に、ドレイン12上に形成する端子およびゲート70,71上に形成する端子が不要になるので、第4の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the inplane
[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。図10は本発明の第6の実施の形態に係る論理回路の構成を示す回路図、図11は論理回路を上から撮影した写真であり、図4、図8、図9と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の論理回路は、インプレーンダブルゲートトランジスター1aと、インプレーンダブルゲートトランジスター1aと直列に接続された自己バイアス型インプレーントランジスター7とによって構成されている。図11における30はエッチング溝、31は論理回路製作後に回路部分を半導体ウエハから分離するために形成される素子分離溝である。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a logic circuit according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a photograph of the logic circuit taken from above, which has the same configuration as that of FIGS. Are given the same reference numerals. The logic circuit of the present embodiment includes an in-plane double gate transistor 1a and a self-biased in-
第4、第5の実施の形態と同様に、インプレーンダブルゲートトランジスター1aと自己バイアス型インプレーントランジスター7とは、同一の半導体ウエハ構造に形成され、活性領域を共有している。
Similar to the fourth and fifth embodiments, the in-plane double gate transistor 1a and the self-biased in-
インプレーンダブルゲートトランジスター1aは、第5の実施の形態のインプレーンダブルゲートトランジスター1において、ゲート11(図16、図17のゲート503)とソース13(図16、図17のソース506)とを隔てていたエッチング溝を無くし、ゲート11とソース13とを短絡したものである。その他の構成は、インプレーンダブルゲートトランジスター1と同じである。インプレーンダブルゲートトランジスター1aのゲート10は入力端子9に接続され、ゲート11およびソース13はグランド端子8に接続されている。
自己バイアス型インプレーントランジスター7のゲート70,71およびソース73は出力端子5およびインプレーンダブルゲートトランジスター1aのドレイン12に接続され、ドレイン72はバイアス端子6に接続されている。
The in-plane double gate transistor 1a includes the gate 11 (the
The
入力端子9に入力電圧VInとして1Vを印加すると、インプレーンダブルゲートトランジスター1aのチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1aのドレイン12の電圧が低下する。このドレイン電圧の低下により、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化する。その結果、出力端子5の電圧Voutは0Vに近いLowレベルとなる。
When 1V is applied to the
一方、入力端子9に入力電圧VInとして0Vを印加すると、インプレーンダブルゲートトランジスター1aのチャネルがOFF状態となり、チャネルが高抵抗化するため、インプレーンダブルゲートトランジスター1aのドレイン12の電圧が上昇する。このドレイン電圧の上昇により、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネルがON状態となり、チャネルが低抵抗化する。その結果、出力端子5の電圧Voutは1Vに近いHighレベルに上昇する。このように、本実施の形態の論理回路はNOT回路(インバータ)として動作する。
On the other hand, when 0 V is applied to the
ただし、本実施の形態のNOT回路は、片側のゲートの入力が常に0であると見なすことができる。このため、NOT回路として動作させるためには、インプレーンダブルゲートトランジスター1aのチャネル幅およびチャネル長の条件と、自己バイアス型インプレーントランジスター7のチャネル幅およびチャネル長の条件とをNOR回路の場合の条件にしておく必要がある。
However, the NOT circuit of the present embodiment can be considered that the input of the gate on one side is always zero. Therefore, in order to operate as a NOT circuit, the channel width and channel length conditions of the in-plane double gate transistor 1a and the channel width and channel length conditions of the self-biased in-
本実施の形態の特徴は、入力端子9、出力端子5、バイアス端子6、グランド端子8以外の配線を必要としない点である。本実施の形態によれば、第5の実施の形態と比較して配線および端子を削減することができるので、設計、製造にかかるコストを更に低減することができる。
The feature of this embodiment is that no wiring other than the
最後に、論理回路をNAND回路またはNOR回路として動作させる条件について説明する。第1〜第6の実施の形態のいずれの論理回路においても、NAND回路として動作するかNOR回路として動作するかは、入力信号が印加されるトランジスター1,1aと負荷として動作するトランジスター2,7とのコンダクタンスの相対的な関係を考慮したうえで、適切な条件のチャネル長とチャネル幅を用いることで決定される。
Finally, conditions for operating the logic circuit as a NAND circuit or a NOR circuit will be described. In any one of the logic circuits of the first to sixth embodiments, whether to operate as a NAND circuit or a NOR circuit depends on the
論理回路をNAND回路として動作させる条件は、入力が(VIn1,VIn2)=(0V,1V)のときに入力側のトランジスター1,1aのコンダクタンスよりも負荷側のトランジスター2,7のコンダクタンスが高いことである。言い換えると、入力側のトランジスター1,1aのチャネル長と負荷側のトランジスター2,7のチャネル長とが同じ場合、負荷側のトランジスター2,7のチャネル幅が入力側のトランジスター1,1aのチャネル幅よりも広いことが条件となる。
The condition for operating the logic circuit as a NAND circuit is that the conductance of the
一方、論理回路をNOR回路として動作させる条件は、入力が(VIn1,VIn2)=(0V,1V)のときに入力側のトランジスター1,1aのコンダクタンスよりも負荷側のトランジスター2,7のコンダクタンスが低いことである。言い換えると、入力側のトランジスター1,1aのチャネル長と負荷側のトランジスター2,7のチャネル長とが同じ場合、負荷側のトランジスター2,7のチャネル幅が入力側のトランジスター1,1aのチャネル幅と同等かあるいは狭いことが条件となる。
On the other hand, the condition for operating the logic circuit as a NOR circuit is that when the input is (V In1 , V In2 ) = (0V, 1V), the conductance of the
ここで、チャネル幅が同等でもよい理由は、(VIn1,VIn2)=(0V,1V)が入力されている場合、入力側のトランジスター1,1aはコンダクタンスが(VIn1,VIn2)=(0V,0V)の時に比べて高くなっているため、負荷側のトランジスター2,7と入力側のトランジスター1,1aでチャネル幅が同等でも、負荷側のトランジスター2,7の方が相対的にコンダクタンスが低くなるからである。
Here, the reason why the channel widths may be equal is that when (V In1 , V In2 ) = (0V, 1V) is input, the conductance of the
以上の条件をまとめると、入力側のトランジスター1,1aのチャネル長と負荷側のトランジスター2,7のチャネル長が同じ場合、入力側のトランジスター1,1aのチャネル幅と負荷側のトランジスター2,7のチャネル幅の相対関係はNAND回路の場合とNOR回路の場合で逆となる。また、論理回路をNAND回路またはNOR回路として動作させる条件は、チャネル幅の設定よりも、コンダクタンスに差を持たせることが重要である。
To summarize the above conditions, when the channel length of the input-
NOT回路は、NAND回路あるいはNOR回路のいずれの条件であっても、第5の実施の形態で説明したとおり、入力側のトランジスターの2つのゲートを短絡するだけで実現することができる。ただし、第6の実施の形態の場合は、NOR回路が動作する寸法の条件にしておく必要がある。 The NOT circuit can be realized only by short-circuiting the two gates of the input-side transistor as described in the fifth embodiment, regardless of the conditions of the NAND circuit or the NOR circuit. However, in the case of the sixth embodiment, it is necessary to set the conditions for the dimensions of the NOR circuit to operate.
本発明は、半導体論理回路に適用することができる。 The present invention can be applied to a semiconductor logic circuit.
1,1a,2…インプレーンダブルゲートトランジスター、3,4,9…入力端子、5…出力端子、6…バイアス端子、7…自己バイアス型インプレーントランジスター、8…グランド端子、10,11,20,21,70,71…ゲート、12,22,72…ドレイン、13,23,73…ソース。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
第1、第2のゲートおよびソースが前記第1のインプレーンダブルゲートトランジスターのドレインに接続され、ドレインがバイアス端子に接続された第2のインプレーンダブルゲートトランジスターとを備えることを特徴とする論理回路。 A first in-plane double gate transistor having first and second gates connected to the first and second input terminals, a drain connected to the output terminal, and a source connected to the ground terminal;
And a second in-plane double gate transistor having a first and a second gate and a source connected to a drain of the first in-plane double-gate transistor and a drain connected to a bias terminal. circuit.
第1、第2のゲートおよびソースが一体構造で形成され、この第1、第2のゲートおよびソースが前記インプレーンダブルゲートトランジスターのドレインに接続され、ドレインがバイアス端子に接続された自己バイアス型インプレーントランジスターとを備えることを特徴とする論理回路。 An in-plane double-gate transistor having first and second gates connected to the first and second input terminals, a drain connected to the output terminal, and a source connected to the ground terminal;
Self-bias type in which first and second gates and sources are integrally formed, the first and second gates and sources are connected to the drain of the in-plane double gate transistor, and the drain is connected to a bias terminal. A logic circuit comprising an in-plane transistor.
第1、第2のゲートおよびソースが一体構造で形成され、この第1、第2のゲートおよびソースが前記インプレーンダブルゲートトランジスターのドレインに接続され、ドレインがバイアス端子に接続された自己バイアス型インプレーントランジスターとを備えることを特徴とする論理回路。 Of the first and second gates, the second gate and the source are integrally formed, the first gate is connected to the input terminal, the drain is connected to the output terminal, and the second gate and source are grounded. An in-plane double gate transistor connected to the terminal;
Self-bias type in which first and second gates and sources are integrally formed, the first and second gates and sources are connected to the drain of the in-plane double gate transistor, and the drain is connected to a bias terminal. A logic circuit comprising an in-plane transistor.
前記第1のインプレーンダブルゲートトランジスターのドレインと前記第2のインプレーンダブルゲートトランジスターのソースとは、配線を介して接続されることを特徴とする論理回路。 The logic circuit according to claim 1, wherein
The logic circuit, wherein a drain of the first in-plane double gate transistor and a source of the second in-plane double gate transistor are connected via a wiring.
前記第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターは、同一の半導体積層構造に形成され、この半導体積層構造に埋め込まれた伝導層を共有することを特徴とする論理回路。 The logic circuit according to claim 1, wherein
The logic circuit characterized in that the first and second in-plane double gate transistors are formed in the same semiconductor stacked structure and share a conductive layer embedded in the semiconductor stacked structure.
前記第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターのコンダクタンスに差が生じるように、前記第1、第2のインプレーンダブルゲートトランジスターの寸法が設定されていることを特徴とする論理回路。 The logic circuit according to any one of claims 1, 4, and 5,
A logic circuit characterized in that dimensions of the first and second in-plane double gate transistors are set such that a difference occurs in conductance between the first and second in-plane double gate transistors.
前記インプレーンダブルゲートトランジスターのドレインと前記自己バイアス型インプレーントランジスターの第1、第2のゲートおよびソースとは、配線を介して接続されることを特徴とする論理回路。 The logic circuit according to claim 2 or 3,
A logic circuit, wherein the drain of the in-plane double gate transistor and the first and second gates and the source of the self-biased in-plane transistor are connected through a wiring.
前記インプレーンダブルゲートトランジスターと前記自己バイアス型インプレーントランジスターとは、同一の半導体積層構造に形成され、この半導体積層構造に埋め込まれた伝導層を共有することを特徴とする論理回路。 The logic circuit according to claim 2 or 3,
The in-plane double gate transistor and the self-biased in-plane transistor are formed in the same semiconductor stacked structure, and share a conductive layer embedded in the semiconductor stacked structure.
前記インプレーンダブルゲートトランジスターのコンダクタンスと前記自己バイアス型インプレーントランジスターのコンダクタンスに差が生じるように、前記インプレーンダブルゲートトランジスターと前記自己バイアス型インプレーントランジスターの寸法が設定されていることを特徴とする論理回路。 The logic circuit according to any one of claims 2, 3, 7, and 8,
The dimensions of the in-plane double gate transistor and the self-biased in-plane transistor are set so that a difference occurs between the conductance of the in-plane double-gate transistor and the conductance of the self-biased in-plane transistor. Logic circuit.
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