【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、新たな半導体装置を提供する。また、回路規模を縮小し、書き込み、読み出しに対する信頼性を向上させる。
【解決手段】酸化物半導体層を含むトランジスタを用いたメモリセルに対して、ベリファイ動作と、読み出しを行う際に、異なるしきい値電圧を示すデュアルゲート駆動のトランジスタを抵抗素子として用いることで、一系統の基準電位回路のみで安定したベリファイ動作、及び読み出し動作が可能となる。 （もっと読む）

【課題】導体半導体接合を用いた電界効果トランジスタのゼロ電流を低減せしめる構造を提供する。
【解決手段】半導体層１０１とゲート１０５の間に、絶縁物１０４により周囲を覆われた導体もしくは半導体よりなり、半導体層１０１を横切るように形成されたフローティング電極１０２を形成し、これを帯電させることにより、ソース電極１０３ａやドレイン電極１０３ｂからのキャリアの流入を防止する。このため半導体層１０１中のキャリア濃度を十分に低く維持でき、よって、ゼロ電流を低減できる。 （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、新たな駆動方法を提供する。また、新たな駆動方法により、メモリ素子への書き込み電位のばらつきを低減し、信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体装置の駆動方法において、書き込み電位を段階的に上昇させて、同時に読み出し電流を確認し、読み出し電流の結果を書き込み電位に利用して書き込みを行う。つまり、正しい電位で書き込みが行われたか確認しながら書き込みを行うことで、信頼性の高い書き込みを行うことが可能である。 （もっと読む）

【課題】長い期間においてデータの保持が可能な記憶装置を提供する。
【解決手段】記憶素子と、上記記憶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有する。上記トランジスタは、通常のゲート電極の他に、閾値電圧を制御するための第２のゲート電極が備えられており、また、活性層に酸化物半導体を含むためにオフ電流が極めて低い。上記記憶装置では、絶縁膜に囲まれたフローティングゲートに高電圧で電荷を注入するのではなく、オフ電流の極めて低いトランジスタを介して記憶素子の電荷量を制御することで、データの記憶を行う。 （もっと読む）

【課題】メモリセルの保持データが多値化された場合であっても正確なデータを保持することが可能なメモリセルを有する半導体装置を供給すること。
【解決手段】半導体装置に、酸化物半導体によってチャネル領域が形成されるトランジスタのソース及びドレインの一方が電気的に接続されたノードにおいてデータの保持を行うメモリセルを設ける。なお、当該トランジスタのオフ電流（リーク電流）の値は、極めて低い。そのため、当該ノードの電位を所望の値に設定後、当該トランジスタをオフ状態とすることで当該電位を一定又はほぼ一定に維持することが可能である。これにより、当該メモリセルにおいて、正確なデータの保持が可能となる。 （もっと読む）

【課題】オフ状態のソース、ドレイン間のリーク電流の低いトランジスタを書き込みトランジスタに用いて、データを長期間にわたり保存する半導体メモリ装置の駆動方法を提供する。
【解決手段】書き込みトランジスタのドレインと素子トランジスタのゲート、および、容量素子の一方の電極を接続したメモリセルを複数用いて形成されたマトリクスにおいて、書き込みトランジスタのゲートを書き込みワード線に接続し、キャパシタの他方の電極を読み出しワード線に接続する。そして、容量素子に蓄えられた電荷量を、読み出しワード線の電位を変化させることにより確認し、基準以上に電荷量が減少している場合にはメモリセルのリフレッシュをおこなう。 （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の提供を目的の一とする。
【解決手段】平坦な表面上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第１のマスクを形成し、第１のマスクにスリミング処理を行うことにより、第２のマスクを形成し、第２のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜に研磨処理を行うことにより導電膜表面を平坦化し、導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する。 （もっと読む）

【課題】高集積化を図り、単位面積あたりの記憶容量を増加させた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。高集積化に伴い増加する回路素子数の低減が可能で、かつ、素子数低減による電力削減が可能な、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。
【解決手段】ビット線と、ｍ（ｍは３以上の自然数）本のワード線と、ソース線と、ｍ本の信号線と、第１乃至ｍのメモリセルと、駆動回路と、を有する半導体装置において、メモリセルは、第１のトランジスタ、容量素子に蓄積された電荷を保持する第２のトランジスタを含み、第２のトランジスタは酸化物半導体層で形成されるチャネルを有する。上記構成において、駆動回路は、第ｊ（ｊは３以上の自然数）の信号線に出力される信号を用いて第（ｊ−１）の信号線に出力される信号を生成する。 （もっと読む）

【課題】不良を抑制しつつ微細化を達成する半導体装置の作製方法を提供することを目的の一とする。
【解決手段】絶縁表面上に、酸化物半導体層と、酸化物半導体層と接するソース電極およびドレイン電極と、を形成し、ソース電極上およびドレイン電極上にそれぞれ絶縁層を形成し、酸化物半導体層、ソース電極、ドレイン電極および絶縁層上にゲート絶縁層を形成し、ゲート絶縁層上に導電層を形成し、導電層を覆うように絶縁膜を形成し、導電層におけるソース電極またはドレイン電極と重畳する領域の少なくとも一部が露出するように絶縁膜を加工し、導電層の露出した領域をエッチングして、ソース電極とドレイン電極に挟まれた領域の少なくとも一部と重畳するゲート電極を自己整合的に形成する半導体装置の作製方法である。 （もっと読む）

【課題】電力が供給されない状況でも記憶内容の保持が可能で、且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。また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。
【解決手段】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材料、例えば酸化物半導体材料を用いて半導体装置を構成する。また半導体装置の各メモリセルの酸化物半導体材料を用いたトランジスタを直列に接続する。更に、第ｊ（ｊは２以上ｍ以下の自然数）のメモリセルの容量素子の端子の一方に電気的に接続される配線と、第（ｊ−１）のメモリセルのチャネルが酸化物半導体層に形成されたトランジスタのゲート端子に電気的に接続される配線と、を同じ配線（第ｊのワード線）とする。これによってメモリセルあたりの配線の数を減らし、メモリセルあたりの占有面積を低減する。 （もっと読む）

【課題】データの書込みにおいて、電源電位を増やすことなく電圧を低減することで低消費電力化が実現された半導体装置を提供する。さらにデータの書込みにおいて、電源電位を増やすことなく選択トランジスタにおけるしきい値落ちの問題が抑制された半導体装置を提供する。
【解決手段】ｎチャネル型の選択トランジスタのゲートに電気的に接続するワード線に直列にダイオード電気的に接続されたトランジスタを電気的に接続し、さらに当該選択トランジスタのソース又はドレインの一方に電気的に接続するビット線と、ワード線との間に容量素子を設ける、またはビット線とワード線との線間容量を利用する。さらに書込みにおいて、ワード選択のタイミングをビット選択のタイミングよりも早くする。 （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を提供することを目的の一とする。
【解決手段】メモリセルアレイを構成する複数のメモリセルが、複数行ごとに複数のブロックに分割され、共通ビット線は、各ブロックにおいて、選択トランジスタを介して分割ビット線と電気的に接続されており、メモリセルの一は、第１のチャネル形成領域を含む第１のトランジスタと、第２のチャネル形成領域を含む第２のトランジスタと、容量素子と、を有し、ソース線は、第１のソース電極と接続され、分割ビット線は、第１のドレイン電極および第２のソース電極と接続され、ワード線は、容量素子の電極の一方と接続され、信号線は、第２のゲート電極と接続され、第１のゲート電極と、第２のドレイン電極と、容量素子の電極の他方とが接続される半導体装置を提供する。 （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を提供することを目的の一とする。
【解決手段】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材料、例えば、ワイドギャップ半導体である酸化物半導体材料を用いて半導体装置を構成する。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である。また、メモリセルアレイを有する半導体装置において、直列に接続された第１乃至第ｍのメモリセルに含まれる各ノードに生じる寄生容量の値を同等の値とすることで、安定して動作可能な半導体装置とする。 （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を提供する。
【解決手段】第１のトランジスタ１６０と、第２のトランジスタ１６２と、第１のトランジスタ１６０のソース領域またはドレイン領域１２０と、第２のトランジスタ１６２のチャネル形成領域１４４との間に設けられた絶縁層１２８と、を含むメモリセルを有し、第１のトランジスタ１６０と、第２のトランジスタ１６２とは、少なくとも一部が重畳して設けられる半導体装置である。また、絶縁層１２８と第２のトランジスタのゲート絶縁層１４６は、式（（ｔ_ａ／ｔ_ｂ）×（ε_ｒｂ／ε_ｒａ）＜０．１）を満たす。（但し、式中、ｔ_ａはゲート絶縁層１４６の膜厚を示し、ｔ_ｂは絶縁層１２８の膜厚を示し、ε_ｒａはゲート絶縁層１４６の誘電率を示し、ε_ｒｂは絶縁層１２８の誘電率を示す。） （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を提供する。
【解決手段】第１のトランジスタと第２のトランジスタを有し、第１のトランジスタと第２のトランジスタとは少なくとも一部が重畳する第１のメモリセルと、第３のトランジスタと第４のトランジスタを有し、第３のトランジスタと第４のトランジスタとは少なくとも一部が重畳する第２のメモリセルと、駆動回路と、を有し、第２のメモリセルは、第１のメモリセル上に設けられ、第１のトランジスタは、第１の半導体材料を含んで構成され、第２のトランジスタ、第３のトランジスタ、および第４のトランジスタ、は、第２の半導体材料を含んで構成される半導体装置である。 （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を提供することを目的の一とする。
【解決手段】第１のトランジスタ上に設けられた第２のトランジスタと容量素子とを有し、第１のトランジスタのゲート電極と、該ゲート電極に接する第２のトランジスタのソース電極とは、エッチングの選択比がとれる材料を用いて形成される半導体装置を提供する。第１のトランジスタのゲート電極と、第２のトランジスタのソース電極とをエッチングの選択比がとれる材料を用いて形成することで、レイアウトのマージンを低減させることができるため半導体装置の集積度を向上させることができる。 （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を提供することを目的の一とする。
【解決手段】第１のトランジスタと第２のトランジスタと容量素子とを各々含む複数のメモリセルをマトリクス状に配置し、メモリセルの一と他のメモリセルとを接続する配線（ビット線とも呼ぶ）と、第１のトランジスタにおけるソース領域またはドレイン領域と、が、導電層および第２のトランジスタにおけるソース電極またはドレイン電極を介して電気的に接続した構成とした半導体装置を提供する。これにより、第１のトランジスタにおけるソース電極またはドレイン電極と、第２のトランジスタにおけるソース電極またはドレイン電極と、をそれぞれ異なる配線に接続する場合と比較して配線の数を削減することができるため、半導体装置の集積度を向上させることができる。 （もっと読む）

【課題】高度な集積化を実現した、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。
【解決手段】チャネル形成領域を含む半導体層と、チャネル形成領域と電気的に接続するソース電極およびドレイン電極と、チャネル形成領域と重畳するゲート電極と、チャネル形成領域とゲート電極との間のゲート絶縁層と、を含み、ゲート絶縁層の側面の一部と、ソース電極またはドレイン電極の側面の一部と、は、平面方向から見て概略一致している半導体装置である。 （もっと読む）

【課題】回路面積を低減する。
【解決手段】第１の信号が入力され、第２の信号を出力する論理回路を具備し、論理回路は、ゲートに第１の信号が入力され、ゲートの電圧に応じて第２の信号の電圧を第１の電圧に設定するか否かを制御するＰ型トランジスタと、エンハンスメント型であり、閾値電圧の絶対値がＰ型トランジスタより大きく、ゲートに第１の信号が入力され、ゲートの電圧に応じて第２の信号の電圧を第１の電圧より高い第２の電圧に設定するか否かを制御するＮ型トランジスタと、を備え、Ｐ型トランジスタは、チャネルが形成され、第１４族の元素を含有する半導体層を含み、Ｎ型トランジスタは、チャネルが形成され、キャリア濃度が１×１０^１４／ｃｍ^３未満である酸化物半導体層を含む。 （もっと読む）

【課題】酸化物半導体層によってチャネル領域が形成されるトランジスタのソース及びドレインの一方に電気的に接続されたノードにおいて電荷の保持を行う半導体装置に記憶された情報の経時変化を抑制すること。
【解決手段】書き込み期間と保持期間の間に、トランジスタのゲートに強い負電位を与える期間（反転期間）を設ける。反転期間において、当該トランジスタのドレインから酸化物半導体層に対する正電荷の供給が促進される。これにより、酸化物半導体層内又は酸化物半導体層及びゲート絶縁膜の界面への正電荷の蓄積を短期間で収束させることができる。そのため、反転期間後の保持期間における当該トランジスタのドレインに電気的に接続されたノードにおける正電荷の減少を抑制することが可能である。すなわち、当該半導体装置に記憶された情報の経時変化を抑制することが可能である。 （もっと読む）