技術分野
開示する発明は、半導体素子を利用した半導体装置およびその作製方法に関するものであ
る。
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
上述の問題に鑑み、開示する発明の一態様では、電力が供給されない状況でも記憶内容の
保持が可能で、かつ、書き込み回数にも制限が無い、新たな構造の半導体装置を提供する
ことを目的の一とする。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明の一態様は、酸化物半導体を用いて形成されるトランジスタと、それ以外の材料を
用いて形成されるトランジスタとの積層構造に係る半導体装置である。例えば、次のよう
な構成を採用することができる。
発明の効果[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明の一態様では、下部に酸化物半導体以外の材料を用いたトランジスタを有し、上部
に酸化物半導体を用いたトランジスタを有する半導体装置が提供される。
酸化物半導体を用いたトランジスタはオフ電流が極めて小さいため、これを用いることに
より極めて長期にわたり記憶内容を保持することが可能である。つまり、リフレッシュ動
作が不要となるか、または、リフレッシュ動作の頻度を極めて低くすることが可能となる
ため、消費電力を十分に低減することができる。また、電力の供給がない場合であっても
、長期にわたって記憶内容を保持することが可能である。
また、情報の書き込みに高い電圧を必要とせず、素子の劣化の問題もない。さらに、トラ
ンジスタのオン状態、オフ状態によって、情報の書き込みが行われるため、高速動作も容
易に実現しうる。また、フラッシュメモリなどにおいて必要とされる情報を消去するため
の動作が不要であるというメリットもある。
また、酸化物半導体以外の材料を用いたトランジスタは、酸化物半導体を用いたトランジ
スタと比較して、さらなる高速動作が可能なため、これを用いることにより、記憶内容の
読み出しを高速に行うことが可能である。
このように、酸化物半導体以外の材料を用いたトランジスタと、酸化物半導体を用いたト
ランジスタとを一体に備えることで、これまでにない特徴を有する半導体装置を実現する
ことができる。
この特許の権利範囲[特許請求の範囲]
知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)
この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】
半導体装置を説明するための回路図
【図2】
半導体装置を説明するための断面図および平面図
【図3】
半導体装置の作製工程を説明するための断面図
【図4】
半導体装置の作製工程を説明するための断面図
【図5】
半導体装置の作製工程を説明するための断面図
【図6】
半導体装置を説明するための断面図
【図7】
半導体装置を説明するための断面図
【図8】
半導体装置を説明するための断面図
【図9】
半導体装置を説明するための断面図
【図10】
半導体装置を説明するための回路図
【図11】
半導体装置を説明するためのブロック回路図
【図12】
半導体装置を説明するための書き込み動作のタイミングチャート図
【図13】
半導体装置を説明するための回路図
【図14】
半導体装置を説明するためのブロック回路図
【図15】
半導体装置を説明するための回路図
【図16】
半導体装置を説明するためのブロック回路図
【図17】
第５の配線ＷＬとノードＡの電位のグラフ
【図18】
半導体装置を説明するための回路図
【図19】
半導体装置を説明するための回路図
【図20】
半導体装置を説明するための回路図
【図21】
半導体装置を用いた電子機器を説明するための図
【図22】
酸化物半導体を用いた逆スタガー型のトランジスタの縦断面図
【図23】
図２２のＡ－Ａ’断面におけるエネルギーバンド図（模式図）
【図24】
（Ａ）ゲート（ＧＥ１）に正の電位（＋ＶＧ）が与えられた状態を示し、（Ｂ）ゲート（ＧＥ１）に負の電位（－ＶＧ）が与えられた状態を示す図
【図25】
真空準位と金属の仕事関数（φＭ）、酸化物半導体の電子親和力（χ）の関係を示す図
１００ 基板
１０２ 保護層
１０４ 半導体領域
１０６ 素子分離絶縁層
１０８ ゲート絶縁層
１１０ ゲート電極
１１２ 絶縁層
１１４ 不純物領域
１１６ チャネル形成領域
１１８ サイドウォール絶縁層
１２０ 高濃度不純物領域
１２２ 金属層
１２４ 金属化合物領域
１２６ 層間絶縁層
１２８ 層間絶縁層
１３０ａ ソース電極またはドレイン電極
１３０ｂ ソース電極またはドレイン電極
１３０ｃ 電極
１３２ 絶縁層
１３４ 導電層
１３６ａ 電極
１３６ｂ 電極
１３６ｃ 電極
１３６ｄ ゲート電極
１３８ ゲート絶縁層
１４０ 酸化物半導体層
１４２ａ ソース電極またはドレイン電極
１４２ｂ ソース電極またはドレイン電極
１４４ 保護絶縁層
１４６ 層間絶縁層
１４８ 導電層
１５０ａ 電極
１５０ｂ 電極
１５０ｃ 電極
１５０ｄ 電極
１５０ｅ 電極
１５２ 絶縁層
１５４ａ 電極
１５４ｂ 電極
１５４ｃ 電極
１５４ｄ 電極
１６０ トランジスタ
１６２ トランジスタ
２００ メモリセル
２０１ トランジスタ
２０２ トランジスタ
２０３ トランジスタ
２０４ 容量素子
２０５ 容量素子
２０６ トランジスタ
２１０ メモリセルアレイ
２１１ 第２の配線及び第３の配線の駆動回路
２１２ 読み出し回路
２１３ 第４の配線及び第５の配線の駆動回路
２１５ トランジスタ
２２０ メモリセル
２３０ メモリセルアレイ
２３１ 第２の配線及び第４の配線の駆動回路
２３２ 読み出し回路
２３３ 第３の配線及び第５の配線の駆動回路
２３５ トランジスタ
２４０ メモリセル
２５０ メモリセルアレイ
２５１ 第２の配線及び第３の配線の駆動回路
２５２ 読み出し回路
２５３ 第４の配線及び第５の配線の駆動回路
２５５ トランジスタ
２６０ メモリセル
２８０ メモリセル
３０１ 本体
３０２ 筐体
３０３ 表示部
３０４ キーボード
３１１ 本体
３１２ スタイラス
３１３ 表示部
３１４ 操作ボタン
３１５ 外部インターフェイス
３２０ 電子書籍
３２１ 筐体
３２３ 筐体
３２５ 表示部
３２７ 表示部
３３１ 電源
３３３ 操作キー
３３５ スピーカー
３３７ 軸部
３４０ 筐体
３４１ 筐体
３４２ 表示パネル
３４３ スピーカー
３４４ マイクロフォン
３４５ 操作キー
３４６ ポインティングデバイス
３４７ カメラ用レンズ
３４８ 外部接続端子
３４９ 太陽電池セル
３５０ 外部メモリスロット
３６１ 本体
３６３ 接眼部
３６４ 操作スイッチ
３６５ 表示部（Ｂ）
３６６ バッテリー
３６７ 表示部（Ａ）
３７０ テレビジョン装置
３７１ 筐体
３７３ 表示部
３７５ スタンド
３７７ 表示部
３７９ 操作キー
３８０ リモコン操作機
全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録
