JP6200103B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
例えば、柱状半導体層を柱状シリコン層とし、前記第1の仕事関数は、5.0eVから5.2eVの間とし、前記第2の仕事関数は、4.0eVから4.2eVの間とすると、p型シリコンの仕事関数5.15eVの近傍であるため、柱状半導体層の第1のゲートと第3のゲートに囲われた部分はp型シリコンとして機能し、n型シリコンの仕事関数4.05eVの近傍であるため、柱状半導体層の第2のゲートに囲われた部分はn型シリコンとして機能することにより、p型シリコンとして機能する部分とn型シリコンとして機能する部分とp型シリコンとして機能する部分とにより、金属と半導体との仕事関数差によって柱状半導体層に超格子もしくは量子井戸構造を形成することができる。
このとき、金属と半導体との仕事関数差によって柱状半導体層に超格子もしくは量子井戸構造を形成するから、p型シリコンとして機能する部分とn型シリコンとして機能する部分との間に界面は存在しないため、欠陥を減少させることができる。また、不純物を用いていないため、不純物の位置制御は不要であるし、不純物によるキャリアの散乱を抑制することができる。
101.平面状半導体層
102.柱状半導体層
103.第1の絶縁物
104.第1のゲート
105.第2のゲート
106.第3のゲート
107.第4のゲート
108.第5のゲート
109.第2の金属層
110.第1の金属層
111.第3の絶縁膜
112.第2の絶縁膜
113.第3の金属層
214.第4の絶縁膜
215.第5の絶縁膜
216.第6の絶縁膜
217.第7の絶縁膜
Claims (16)
- 基板上に形成された平面状半導体層と、
平面状半導体層上に形成された柱状半導体層と、
前記柱状半導体層を囲む第1の絶縁物と、
前記第1の絶縁物を取り囲む第1の仕事関数を有する金属からなる第1のゲートと、
前記第1の絶縁物を取り囲む前記第1の仕事関数と異なる第2の仕事関数を有する金属からなる第2のゲートと、
前記第2のゲートは前記第1のゲートの下方に位置するのであって、
前記第1の絶縁物を取り囲む第1の仕事関数を有する金属からなる第3のゲートと、
前記第3のゲートは前記第2のゲートの下方に位置するのであって、
前記第1の絶縁物を取り囲む第3の仕事関数を有する第1の金属層と、
前記第1の金属層は前記第1のゲートの上方に位置するのであって、
前記第1の金属層は前記柱状半導体層の上部と電気的に接続され、
前記第1の金属層は前記第1のゲートと電気的に絶縁され、
前記第1の絶縁物を取り囲む第3の仕事関数を有する第2の金属層と、を有し、前記第2の金属層は前記第3のゲートの下方に位置するのであって、
前記第2の金属層は前記柱状半導体層の下部と電気的に接続され、
前記第2の金属層は前記第3のゲートと電気的に絶縁され、
前記第1の絶縁物を取り囲む前記第1の仕事関数と異なる第2の仕事関数を有する金属からなる第4のゲートと、を有し、
前記第4のゲートは前記第3のゲートの下方に位置するのであって、
前記第4のゲートは前記第2の金属層の上方に位置するのであって、
前記第1のゲートと前記第2のゲートと前記第3のゲートと前記第4のゲートは電気的に接続されることを特徴とする半導体装置。 - 前記第2の金属層は前記平面状半導体層上面に接触することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第2の金属層は前記平面状半導体層上に延在することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1の金属層と前記柱状半導体層の上部とを接続する第3の金属層を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1のゲートと前記第1の金属層の間に第2の絶縁膜を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第3のゲートと前記第2の金属層との間に第3の絶縁膜を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1の絶縁物を取り囲む前記第1の仕事関数を有する金属からなる第5のゲートと、を有し、
前記第5のゲートは前記第4のゲートの下方に位置するのであって、
前記第5のゲートは前記第2の金属層の上方に位置するのであって、
前記第1のゲートと前記第2のゲートと前記第3のゲートと前記第4のゲートと前記第5のゲートは電気的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。 - 前記第3の仕事関数は、4.0eVから4.2eVの間であることを特徴とする請求項1又は7に記載の半導体装置。
- 前記第2の仕事関数は、4.0eVから4.2eVの間であることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 前記第1の仕事関数は、4.2eV以上であることを特徴とする請求項9に記載の半導体装置。
- 前記第3の仕事関数は、5.0eVから5.2eVの間であることを特徴とする請求項1又は8に記載の半導体装置。
- 前記第2の仕事関数は、5.0eVから5.2eVの間であることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
- 前記第1の仕事関数は、5.0eV以下であることを特徴とする請求項12に記載の半導体装置。
- 前記第1のゲートと前記第2のゲートとの間に形成された第4の絶縁膜と、
前記第2のゲートと前記第3のゲートとの間に形成された第5の絶縁膜と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 前記第3のゲートと前記第4のゲートとの間に形成された第6の絶縁膜を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第4のゲートと前記第5のゲートとの間に形成された第7の絶縁膜を有することを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
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