【課題】酸化物半導体を用いた半導体装置に安定した電気的特性を付与し、信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】酸化物半導体膜を含むトランジスタの作製工程において、酸化物半導体膜に酸素ドープ処理を行い、その後、酸化物半導体膜及び酸化物半導体膜上に設けられた酸化アルミニウム膜に対して熱処理を行うことで、化学量論的組成比を超える酸素を含む領域を有する酸化物半導体膜を形成する。該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、バイアス−熱ストレス試験（ＢＴ試験）前後においてもトランジスタのしきい値電圧の変化量が低減されており、信頼性の高いトランジスタとすることができる。 （もっと読む）

【課題】記憶内容に対する保持特性の改善を図ることが可能な半導体装置を提供する。また、半導体装置における消費電力の低減を図る。
【解決手段】チャネル形成領域に、トランジスタのオフ電流を十分に小さくすることができるワイドギャップ半導体材料（例えば、酸化物半導体材料）を用い、且つ、ゲート電極用のトレンチと、素子分離用のトレンチを有するトレンチ構造のトランジスタとする。トランジスタのオフ電流を十分に小さくすることができる半導体材料を用いることで、長期間にわたって情報を保持することが可能となる。また、ゲート電極用のトレンチを有することで、ソース電極とドレイン電極との距離を狭くしても該トレンチの深さを適宜設定することで、短チャネル効果の発現を抑制することができる。 （もっと読む）

【課題】酸化物半導体を用いた半導体装置に安定した電気的特性を付与し、高信頼性化する。
【解決手段】酸化物半導体層を含むトランジスタの作製工程において、酸化シリコン膜上に、酸化物半導体が結晶状態における化学量論的組成比に対し、酸素の含有量が過剰な領域が含まれている非晶質酸化物半導体層を形成し、該非晶質酸化物半導体層上に酸化アルミニウム膜を形成した後、加熱処理を行い該非晶質酸化物半導体層の少なくとも一部を結晶化させて、表面に概略垂直なｃ軸を有している結晶を含む酸化物半導体層を形成する。 （もっと読む）

【課題】しきい値電圧の制御が困難な酸化物半導体を活性層に用いたトランジスタに安定した電気的特性を付与し、信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】一対の第１の領域、一対の第２の領域及び第３の領域を有する酸化物半導体膜と、酸化物半導体膜と接して設けられる一対の電極と、酸化物半導体膜上のゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介し、一対の電極の間に設けられたゲート電極と、を有し、一対の第１の領域は一対の電極と重畳し、第３の領域はゲート電極と重畳し、一対の第２の領域は一対の第１の領域及び第３の領域の間に形成され、一対の第２の領域及び第３の領域には窒素、リン、または砒素のいずれかの元素が含まれており、該元素の濃度は、第３の領域より一対の第２の領域のほうが高い構成とする。 （もっと読む）

【課題】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の提供。
【解決手段】酸化物半導体材料を用いたトランジスタ１６２と、酸化物半導体以外の半導体材料を用いたトランジスタ１６０を組み合わせて用いることにより、書き込み回数にも制限が無く、長期間にわたる情報の保持ができる、新たな構造の半導体装置を実現することができる。さらに、酸化物半導体以外の半導体材料を用いたトランジスタと酸化物半導体材料を用いたトランジスタとを接続する接続電極１３０ｂを、当該接続電極と接続する酸化物半導体以外の半導体材料を用いたトランジスタの電極１２９より小さくすることにより、新たな構造の半導体装置の高集積化を図り、単位面積あたりの記憶容量を増加させることができる。 （もっと読む）

【課題】新たな構造の半導体装置を提供し、書き込み後の当該半導体装置のメモリセルのしきい値電圧のばらつきを小さくし、動作電圧を低減する、または記憶容量を増大する。
【解決手段】酸化物半導体を用いたトランジスタと、酸化物半導体以外の材料を用いたトランジスタとをそれぞれ有する複数のメモリセルと、複数のメモリセルを駆動する駆動回路と、駆動回路に供給する複数の電位を生成する電位生成回路と、複数のメモリセルへのデータの書き換えが終了したか否かを検知する書き込み終了検知回路と、を有し、駆動回路は、データバッファと、複数のメモリセルのそれぞれに複数の電位のうちいずれか一の電位をデータとして書き込む書き込み回路と、メモリセルに書き込まれたデータを読み出す読み出し回路と、読み出されたデータと、データバッファに保持されたデータとが一致するか否かをベリファイするベリファイ回路と、を有する。 （もっと読む）

【課題】集積度が高く、データ保持時間の長い半導体記憶装置。
【解決手段】基板上の半導体膜と、半導体膜を覆う第１のゲート絶縁膜と、第１のゲート絶縁膜を介して半導体膜上に設けられた第１のゲート電極と、第１のゲート絶縁膜上にあり、半導体膜と重畳しない、第１のゲート電極と同一層かつ同一材料である第１の導電膜と、第１のゲート絶縁膜上にあり、第１のゲート電極および第１の導電膜の上面を露出し、第１のゲート電極および第１の導電膜の間に溝部を有する絶縁膜と、該絶縁膜上にあり、第１のゲート電極、第１の導電膜および溝部と接する酸化物半導体膜と、酸化物半導体膜を覆う第２のゲート絶縁膜と、第２のゲート絶縁膜を介して酸化物半導体膜および溝部上に設けられた第２のゲート電極と、第２のゲート絶縁膜および酸化物半導体膜を介して第１のゲート電極上に設けられた、第２のゲート電極と同一層かつ同一材料である第２の導電膜と、を有する。 （もっと読む）

【課題】酸化物半導体を用いるトランジスタにおいて、電気的特性の良好なトランジスタ及びその作製方法を提供することを課題の一とする。
【解決手段】基板上に酸化物半導体膜及び絶縁膜を有し、酸化物半導体膜の端部は絶縁膜と接しており、酸化物半導体膜は、チャネル形成領域と、チャネル形成領域を挟んで形成されたドーパントを含む領域とを含み、酸化物半導体膜上に接して形成されたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に形成され、サイドウォール絶縁膜を有するゲート電極と、サイドウォール絶縁膜、酸化物半導体膜、および絶縁膜に接して形成されたソース電極およびドレイン電極とを有する半導体装置である。 （もっと読む）

【課題】トランジスタのチャネル部が形成される領域にＵ字状の縦長溝を形成し、見かけ上のチャネル長に対してチャネル長を長くする方法は、溝を掘るためにフォトリソグラフィ工程を余分に行う必要があり、コストや歩留まりの観点で問題があった。
【解決手段】ゲート電極または絶縁表面を有する構造物を利用し、三次元形状のチャネル領域を形成することにより、チャネル長が、上面から見たチャネル長に対して３倍以上、好ましくは５倍以上、さらに好ましくは１０倍以上の長さとする。 （もっと読む）

【課題】高度に集積化したゲインセル方式の半導体メモリを提供する。
【解決手段】第１絶縁体１０１、読み出しビット線１０２ｂ、第２絶縁体１０３、第３絶縁体１０３、第１半導体膜１０５、第１導電層１０７ａ乃至１０７ｄ等を形成し、その上に凸状絶縁体１１２を形成する。そして、凸状絶縁体１１２を覆って、第２半導体膜１１４ａ、１１４ｂと第２ゲート絶縁膜１１５を形成する。その後、導電膜を形成し、これを異方性エッチングすることで、凸状絶縁体１１２の側面に書き込みワード線１１６ａ、１１６ｂを形成し、凸状絶縁体１１２の頂部に書き込みビット線１２５へ接続するための第３コンタクトプラグ１２４を形成する。このような構造でメモリセルの面積を最小で４Ｆ^２とできる。 （もっと読む）

【課題】微細化した半導体集積回路において用いられるキャパシタを提供する。
【解決手段】誘電体の一つの面に接して設けられた、インジウム、錫あるいは亜鉛の少なくとも一つと窒素とを有する仕事関数が５．０電子ボルト以上、好ましくは５．５電子ボルト以上のｎ型半導体による電極を有するキャパシタである。電極の仕事関数が高いため、誘電体のポテンシャル障壁が高くなり、誘電体が１０ｎｍ以下と薄くても十分な絶縁性を保てる。特に、誘電体が、ｈｉｇｈ−ｋ材料である場合に顕著な効果が認められる。 （もっと読む）

【課題】トランジスタの数を少なくした構成の記憶素子を用いた一時記憶回路を提供する。
【解決手段】一時記憶回路は複数の記憶素子を有し、複数の記憶素子それぞれは、第１のトランジスタと、第２のトランジスタとを有し、第１のトランジスタはチャネルが酸化物半導体層に形成され、ゲートに入力される制御信号によってオン状態を選択された第１のトランジスタを介して、データに対応する信号電位を第２のトランジスタのゲートに入力し、ゲートに入力される制御信号によって第１のトランジスタをオフ状態とすることによって、第２のトランジスタのゲートに当該信号電位を保持し、第２のトランジスタのソース及びドレインの一方を第１の電位としたとき、第２のトランジスタのソースとドレイン間の状態を検出することによってデータを読み出す。 （もっと読む）

【課題】不良を抑制しつつ微細化を達成した半導体装置を提供する。または、良好な特性を維持しつつ微細化を達成した半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体層を形成し、半導体層上に、単層でなる第１の導電層を形成し、第１の導電層上に、３６５ｎｍ以下の波長の光を用いて第１のレジストマスクを形成し、第１のレジストマスクを用いて第１の導電層をエッチングして、凹部を有する第２の導電層とし、第１のレジストマスクを縮小させて第２のレジストマスクを形成し、第２のレジストマスクを用いて第２の導電層をエッチングして、周縁に突出部を有し、且つ突出部はテーパ形状であるソース電極及びドレイン電極を形成し、ソース電極及びドレイン電極上に、半導体層の一部と接するゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上の半導体層と重畳する位置にゲート電極を形成する。 （もっと読む）

【課題】電気特性の変動が生じにくく、且つ電気特性の良好な半導体装置、およびその作製方法を提供することである。
【解決手段】基板上に下地絶縁膜を形成し、下地絶縁膜上に第１の酸化物半導体膜を形成し、第１の酸化物半導体膜を形成した後、第１の加熱処理を行って第２の酸化物半導体膜を形成した後、選択的にエッチングして、第３の酸化物半導体膜を形成し、第１の絶縁膜および第３の酸化物半導体膜上に絶縁膜を形成し、第３の酸化物半導体膜の表面が露出するように絶縁膜の表面を研磨して、少なくとも第３の酸化物半導体膜の側面に接するサイドウォール絶縁膜を形成した後、サイドウォール絶縁膜および第３の酸化物半導体膜上にソース電極およびドレイン電極を形成し、ゲート絶縁膜およびゲート電極を形成する。 （もっと読む）

【課題】従来のＤＲＡＭは、データを保持するために数十ミリ秒間隔でリフレッシュをしなければならず、消費電力の増大を招いていた。また、頻繁にトランジスタのオン状態とオフ状態が切り換わるのでトランジスタの劣化が問題となっていた。この問題は、メモリ容量が増大し、トランジスタの微細化が進むにつれて顕著なものとなっていた。
【解決手段】酸化物半導体を有するトランジスタを用い、ゲート電極用のトレンチと、素子分離用のトレンチを有するトレンチ構造のトランジスタとする。ソース電極とドレイン電極との距離を狭くしてもゲート電極用のトレンチの深さを適宜設定することで、短チャネル効果の発現を抑制することができる。 （もっと読む）

【課題】占有面積が小さく、高集積化、大記憶容量化が可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】第１の制御ゲート、第２の制御ゲート及び記憶ゲートを有するトランジスタを用いる。記憶ゲートを導電体化させ、該記憶ゲートに特定の電位を供給した後、少なくとも該記憶ゲートの一部を絶縁体化させて電位を保持させる。情報の書き込みは、第１及び第２の制御ゲートの電位を記憶ゲートを導電体化させる電位とし、記憶ゲートに記憶させる情報の電位を供給し、第１または第２の制御ゲートのうち少なくとも一方の電位を記憶ゲートを絶縁体化させる電位とすることで行う。情報の読み出しは、第２の制御ゲートの電位を記憶ゲートを絶縁体化させる電位とし、トランジスタのソースまたはドレインの一方と接続された配線に電位を供給し、その後、第１の制御ゲートに読み出し用の電位を供給し、ソースまたはドレインの他方と接続されたビット線の電位を検出することで行う。 （もっと読む）

【課題】酸化物半導体層の側面からの酸素の脱離を防ぎ、酸化物半導体層中の欠陥（酸素欠損）が十分に少なく、ソースとドレインの間のリーク電流が抑制された半導体装置を提供する。
【解決手段】酸化物半導体膜に対して第１の加熱処理を施した後に該酸化物半導体膜を加工して酸化物半導体層を形成し、その直後に該酸化物半導体層の側壁を絶縁性酸化物で覆い、第２の加熱処理を施すことで、酸化物半導体層の側面が真空に曝されることを防ぎ、酸化物半導体層中の欠陥（酸素欠損）を少なくして半導体装置を作製する。酸化物半導体層の側壁はサイドウォール絶縁層により覆われている。なお、該半導体装置はＴＧＢＣ（Ｔｏｐ Ｇａｔｅ Ｂｏｔｔｏｍ Ｃｏｎｔａｃｔ）構造とする。 （もっと読む）

【課題】データの保持時間が所定の長さに満たないメモリセルを検出するための検証動作を、短時間にて正確に行うことができる記憶装置の提供。
【解決手段】各メモリセルに、第１容量素子と、第２容量素子と、上記第１容量素子及び第２容量素子における電荷の供給、保持、放出を制御するためのスイッチング素子として機能するトランジスタと、を少なくとも有する。また、第１容量素子の容量値が、第２容量素子の容量値の１０００倍以上、好ましくは１００００倍以上となるようにする。そして、通常動作の時に、第１容量素子及び第２容量素子を用いて電荷の保持を行う。また、データの保持時間が所定の長さに満たないメモリセルを検出するための検証動作を行う時に、第２容量素子を用いて電荷の保持を行う。 （もっと読む）

【課題】電気特性の変動が生じにくく、且つ電気特性の良好な半導体装置の作製方法を提供することである。
【解決手段】基板上にゲート電極を形成し、ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、酸化物半導体膜を形成し、第１の酸化物半導体膜を形成した後、加熱処理をして第２の酸化物半導体膜を形成し、第１の導電膜を形成し、厚さの異なる領域を有する第１のレジストマスクを形成し、第１のレジストマスクを用いて第２の酸化物半導体膜および第１の導電膜をエッチングして第３の酸化物半導体膜および第２の導電膜を形成し、第１のレジストマスクを縮小させて、第２のレジストマスクを形成し、第２のレジストマスクを用いて第２の導電膜の一部を選択的に除去することでソース電極およびドレイン電極を形成する半導体装置の作製方法である。 （もっと読む）

【課題】電源電圧の供給が停止した後もデータ保持可能な記憶素子を提供する。消費電力の低減可能な信号処理回路を提供する。
【解決手段】クロック信号に同期してデータを保持する記憶素子において、酸化物半導体層にチャネルが形成されるトランジスタ及び容量素子を用いることより、電源電圧の供給が停止した間もデータ保持ができる。ここで、電源電圧の供給を停止する前に、クロック信号のレベルを一定に保った状態で当該トランジスタをオフ状態とすることにより、データを正確に容量素子に保持させることができる。また、このような記憶素子を、ＣＰＵ、メモリ、及び周辺制御装置のそれぞれに用いることによって、ＣＰＵを用いたシステム全体で、電源電圧の供給停止を可能とし、当該システム全体の消費電力を削減することができる。 （もっと読む）