【課題】ノーマリーオフのスイッチング素子を実現するトランジスタ構造およびその作製方法を提供する。トランジスタのオン特性を向上させて、半導体装置の高速応答、高速駆動を実現する構成およびその作製方法を提供する。信頼性の高い半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極層が順に積層されたトランジスタにおいて、該半導体層としてインジウム、ガリウム、亜鉛、及び酸素の４元素を少なくとも含み、該４元素の組成比を原子百分率で表したとき、インジウムの割合が、ガリウムの割合及び亜鉛の割合の２倍以上である酸化物半導体層を用いる。 （もっと読む）

【課題】用途に合わせて要求される電気的特性を備えた酸化物半導体層を用いたトランジスタ、及び該トランジスタを有する半導体装置を提供する。
【解決手段】酸化物絶縁膜上に、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極層が順に積層されたトランジスタにおいて、該半導体層としてエネルギーギャップの異なる少なくとも２層の酸化物半導体層を含み、かつ積層された酸化物半導体層の間に混合領域を有する酸化物半導体積層を用いる。 （もっと読む）

【課題】消費電力の増大を抑制し且つ微細化を達成した半導体装置および当該半導体装置の作製方法を提供する。また、安定した電気的特性が付与された、信頼性の高い半導体装置および当該半導体装置の作製方法を提供する。
【解決手段】酸化物半導体膜に電界で加速されたイオンを照射して、当該酸化物半導体膜の表面の平均面粗さを低減することにより、トランジスタのリーク電流の増大および消費電力の増大を抑制することができる。さらに、加熱処理を行って、酸化物半導体膜が当該酸化物半導体膜表面に垂直なｃ軸を有する結晶を含むように形成することにより、酸化物半導体膜の可視光や紫外光の照射による電気的特性の変化を抑制することができる。 （もっと読む）

【課題】新たな構造の半導体装置を提供することを目的の一とする。
【解決手段】直列に接続されたメモリセルと、メモリセルを選択して第２信号線及びワード線を駆動する駆動回路と、書き込み電位のいずれかを選択して第１信号線に出力する駆動回路と、ビット線の電位と参照電位とを比較する読み出し回路と、書き込み電位及び参照電位を生成して駆動回路および読み出し回路に供給する、電位生成回路と、を有し、メモリセルの一は、ビット線及びソース線に接続された第１のトランジスタと、第１、第２の信号線に接続された第２のトランジスタと、ワード線、ビット線及びソース線に接続された第３のトランジスタを有し、第２のトランジスタは酸化物半導体層を含み、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またはドレイン電極の一方が接続された、多値型の半導体装置。 （もっと読む）

【課題】用途に合わせて要求される電気的特性を備えた酸化物半導体層を用いたトランジスタ、及び該トランジスタを有する半導体装置を提供する。
【解決手段】酸化物絶縁膜上に、半導体層、ソース電極層又はドレイン電極層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極層が順に積層されたトランジスタにおいて、該半導体層としてバンドギャップの異なる少なくとも２層の酸化物半導体層を含む酸化物半導体積層を用いる。酸化物半導体積層には、酸素又は／及びドーパントを導入してもよい。 （もっと読む）

【課題】微細化に伴う短チャネル効果を抑制しつつ、トランジスタの電気特性のしきい値電圧（Ｖｔｈ）をプラスにすることができ、所謂ノーマリーオフを達成した半導体装置、及びその作製方法を提供する。また、ソース領域、及びドレイン領域と、チャネル形成領域との間のコンタクト抵抗を低くして良好なオーミックコンタクトがとれる半導体装置、及びその作製方法を提供する。
【解決手段】酸化物半導体層を有するトランジスタにおいて、少なくともチャネル形成領域となる、酸化物半導体層の一部をエッチングによって部分的に薄くし、そのエッチングによってチャネル形成領域の膜厚を調節する。また、酸化物半導体層の厚い領域に、リン（Ｐ）、またはホウ素（Ｂ）を含むドーパントを導入し、ソース領域、及びドレイン領域を酸化物半導体層中に形成することにより、ソース領域、及びドレイン領域と接続するチャネル形成領域とのコンタクト抵抗を低くする。 （もっと読む）

【課題】高いオン特性を有する酸化物半導体を用いたトランジスタを提供する。高速応答及び高速駆動の可能なトランジスタを有する高性能の半導体装置を提供する。
【解決手段】チャネル形成領域を含む酸化物半導体膜を有するトランジスタの作製工程において、該酸化物半導体膜に、金属元素を含む膜と接した状態で加熱処理することにより導入された金属元素と、注入法により該金属元素を含む膜を通過して導入されたドーパントとを含む低抵抗領域を形成する。低抵抗領域はチャネル長方向においてチャネル形成領域を挟んで形成する。 （もっと読む）

【課題】信頼性の高い半導体装置及び、信頼性の高い半導体装置の作製方法を提供する。また、消費電力が低い半導体装置及び消費電力が低い半導体装置の作製方法を提供する。また、量産性の高い半導体装置及び量産性の高い半導体装置の作製方法を提供する。
【解決手段】酸素欠損を生じることなく酸化物半導体層に残留する不純物を除去し、酸化物半導体層を極めて高い純度にまで精製して使用すればよい。具体的には、酸化物半導体層に酸素を添加した後に加熱処理を施し、不純物を除去して使用すればよい。特に酸素の添加方法としては、高エネルギーの酸素をイオン注入法またはイオンドーピング法などを用いて添加する方法が好ましい。 （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２のトランジスタの半導体層にはオフセット領域が設けられた半導体装置を提供する。第２のトランジスタを、オフセット領域を有する構造とすることで、第２のトランジスタのオフ電流を低減させることができ、長期に記憶を保持可能な半導体装置を提供することができる。 （もっと読む）

【課題】ＤＣスパッタリング法を用いて、酸化ガリウム膜を成膜する成膜方法を提供する
ことを課題の一つとする。トランジスタのゲート絶縁層などの絶縁層として、酸化ガリウ
ム膜を用いる半導体装置の作製方法を提供することを課題の一つとする。
【解決手段】酸化ガリウム（ＧａＯｘとも表記する）からなる酸化物ターゲットを用いて
、ＤＣスパッタリング法、またはＤＣパルススパッタ方式により絶縁膜を形成する。酸化
物ターゲットは、ＧａＯｘからなり、Ｘが１．５未満、好ましくは０．０１以上０．５以
下、さらに好ましくは０．１以上０．２以下とする。この酸化物ターゲットは導電性を有
し、酸素ガス雰囲気下、或いは、酸素ガスとアルゴンなどの希ガスとの混合雰囲気下でス
パッタリングを行う。 （もっと読む）

【課題】緻密で高耐圧な絶縁膜を提供することを目的とする。
【解決手段】基板上に半導体膜を有し、半導体膜上に第１の絶縁膜を有し、第１の絶縁膜上に導電膜を有し、導電膜上に第２の絶縁膜を有し、第１の絶縁膜は、第２の絶縁膜よりも緻密であり、第１の絶縁膜は、珪素と、酸素と、窒素とを有する。第１の絶縁膜は、希ガスを有し、その膜厚は、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。このような第１の絶縁膜はゲート絶縁膜として機能させる。 （もっと読む）

【課題】高速動作が可能であり、且つ消費電力を低減することが可能な記憶装置、及び該記憶装置を有する半導体装置を提供する。
【解決手段】第１の入力端子、及び第１の入力端子の入力信号の反転信号が入力される第２の入力端子、並びに第１の信号が出力される第１の出力端子、及び第１の信号の反転信号が出力される第２の出力端子、を有するレベルシフタと、第１の信号が入力される第３の入力端子、及び第１の信号の反転信号が入力される第４の入力端子、並びに第３の出力端子を有する第１のバッファと、第１の信号の反転信号が入力される第５の入力端子、及び第１の信号が入力される第６の入力端子、並びに第４の出力端子を有する第２のバッファと、を有し、第１のバッファの第３の出力端子から出力される信号が、レベルシフタの第１の入力端子に入力され、第２のバッファの第４の出力端子から出力される信号が、レベルシフタの第２の入力端子に入力される。 （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、信号線の電位変化のタイミングを、書き込
みワード線の電位変化のタイミングより遅らせる。これによって、データの書き込みミス
を防ぐことが可能である。 （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、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】データを保持する期間を確保しつつ、単位面積あたりの記憶容量を高めることが
できる記憶装置の提案を目的の一とする。
【解決手段】記憶素子と、記憶素子における電荷の蓄積、保持、放出を制御するための、
酸化物半導体を活性層に含むトランジスタと、記憶素子に接続された容量素子とを有する
記憶装置。上記容量素子が有する一対の電極の少なくとも一方は、遮光性を有している。
さらに、上記記憶装置は遮光性を有する導電膜或いは絶縁膜を有しており、上記活性層が
、遮光性を有する電極と、遮光性を有する導電膜或いは絶縁膜との間に位置する。 （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がオン・オフす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。また、トランジスタの微細化を進めて集積化を図っても、メモリ容量を増加させるためには、半導体装置の面積が大きくなるといった問題があった。
【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。また、トレンチ構造の酸化物半導体を有するトランジスタにより、半導体装置の記憶素子を構成し、該記憶素子を複数積層することで、半導体装置の回路面積を縮小することができる。 （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。
【解決手段】酸化物半導体を用いた書き込み用トランジスタ１６２、トランジスタ１６２と異なる半導体材料を用いた読み出し用トランジスタ１６０及び容量素子１６４を含む不揮発性のメモリセルにおいて、メモリセルへの書き込みは、書き込み用トランジスタ１６２をオン状態とすることにより、書き込み用トランジスタ１６２のソース電極（またはドレイン電極）と、容量素子１６４の電極の一方と、読み出し用トランジスタ１６０のゲート電極とが電気的に接続されたノードに電位を供給した後、書き込み用トランジスタ１６２をオフ状態とすることにより、ノードに所定量の電荷を保持させることで行う。また、読み出し用トランジスタ１６０として、ｐチャネル型トランジスタを用いて、読み出し電位を正の電位とする。 （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】ワイドギャップ半導体、例えば酸化物半導体を含むメモリセルを用いて構成された半導体装置であって、メモリセルからの読み出しのために基準電位より低い電位を出力する機能を有する電位切り替え回路を備えた半導体装置とする。ワイドギャップ半導体を用いることで、メモリセル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、長期間にわたって情報を保持することが可能な半導体装置を提供することができる。 （もっと読む）

【課題】電力の供給がない状況でもデータの保持が可能、かつ書き込み回数にも制限がない、新たな構造の半導体記憶装置を提供する。また、単位面積あたりの記憶容量を増加させる。
【解決手段】一対の電極と、一対の電極の側壁と接して設けられた絶縁膜と、該絶縁膜を介して一対の電極間に設けられ、一対の電極の上面の高さよりも上面の高さの低い第１のゲート電極と、第１のゲート電極上に設けられた第１のゲート絶縁膜と、第１のゲート絶縁膜および一対の電極と接して設けられた酸化物半導体膜と、少なくとも酸化物半導体膜上に設けられた第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上に設けられた第２のゲート電極と、を有する第１のトランジスタと、一対の電極の一方を介して第１のトランジスタと接続されるキャパシタと、を有し、該キャパシタに保持される電位に応じてデータが記憶されるメモリセルからなる半導体記憶装置である。 （もっと読む）

【課題】リフレッシュ動作の回数を減らすことで、消費電力を抑える。また、先に書き込んだデータを破壊することなく、データを読み出す。
【解決手段】ソースまたはドレインの一方となる第１の電極と、ソースまたはドレインの他方となる第２の電極と、第１のチャネル形成領域に絶縁膜を介して重畳して設けられた第１のゲート電極と、を有する第１のトランジスタと、ソースまたはドレインの一方となる第３の電極と、ソースまたはドレインの他方となる第４の電極と、第２のチャネル形成領域が第２のゲート電極と第３のゲート電極との間に絶縁膜を介して設けられた第２のトランジスタと、を有するメモリセルを複数有し、第１のチャネル形成領域及び第２のチャネル形成領域は、酸化物半導体を含んでおり、第２の電極は、第２のゲート電極に直接接続されている記憶装置とする。 （もっと読む）