【課題】 高効率に電荷を蓄積及び消去することができ、かつ蓄積した電荷を長時間保持することができる半導体記憶素子、及び半導体記憶装置を提供する
【解決手段】 半導体層１９と、半導体層１９上に設けられたトンネル絶縁膜１８と、トンネル絶縁膜１８上に設けられ、膜厚が０．９ｎｍ以上２．８ｎｍ以下であり、立方晶ハフニア粒子１７を含む電荷蓄積膜１６と、電荷蓄積膜１６上に設けられたブロック絶縁膜１５と、ブロック絶縁膜１５上に設けられた制御電極１３とを備えることを特徴とする半導体記憶素子。 （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。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の提供を目的の一とする。
【解決手段】絶縁層と、絶縁層中に埋め込まれたソース電極、およびドレイン電極と、絶縁層表面、ソース電極表面、およびドレイン電極表面、の一部と接する酸化物半導体層と、酸化物半導体層を覆うゲート絶縁層と、ゲート絶縁層上のゲート電極と、を有し、絶縁層表面の一部であって、酸化物半導体層と接する領域は、その二乗平均平方根粗さ（ＲＭＳ）が１ｎｍ以下であり、絶縁層表面の一部とソース電極表面との高低差、または絶縁層表面の一部とドレイン電極表面との高低差は、５ｎｍ未満の半導体装置である。 （もっと読む）

【課題】良好な特性を維持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。さらに、これらの微細化を達成した半導体装置の良好な特性を維持しつつ、３次元高集積化を図ることを目的の一つとする。
【解決手段】絶縁層中に埋め込まれた配線と、絶縁層上の酸化物半導体層と、酸化物半導体層と電気的に接続するソース電極及びドレイン電極と、酸化物半導体層と重畳して設けられたゲート電極と、酸化物半導体層と、ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁層と、を有し、絶縁層は、配線の上面の一部を露出するように形成され、配線は、その上面の一部が絶縁層の表面の一部より高い位置に存在し、且つ、絶縁層から露出した領域において、ソース電極またはドレイン電極と電気的に接続し、絶縁層表面の一部であって、酸化物半導体層と接する領域は、その二乗平均平方根粗さが１ｎｍ以下である半導体装置である。 （もっと読む）

【課題】３次元的に配列される導電パターンの厚さを増加しその抵抗を減少できる３次元半導体装置を提供する。
【解決手段】この装置は基板上に順に積層された水平構造体と、水平構造体を垂直に横切る垂直構造体とを具備する。水平構造体の各々は基板に平行な導電ライン及び垂直構造体に隣接した導電ラインの一側壁を覆う第２パターンを含む。また垂直構造体の各々は半導体柱及び水平構造体に隣接した半導体柱の少なくとも一側壁を覆う第１パターンを含む。
基板上に順に積層された電極を含む電極構造体と、電極構造体を垂直に貫通する半導体パターンと、第１パターン及び第２パターンを具備して半導体パターンと電極構造体との間に介在するメモリー要素と、を含み、第１パターンは垂直に延長されて複数の電極を横切り、第２パターンは水平に延長されて複数の半導体パターンを横切る。 （もっと読む）

【課題】信頼性の高い半導体装置を提供することを課題の一とする。また、信頼性の高い半導体装置の作製方法を提供することを課題の一とする。また、消費電力が低い半導体装置を提供することを課題の一とする。また、消費電力が低い半導体装置の作製方法を提供することを課題の一とする。
【解決手段】成膜中に水素原子を含む不純物と強く結合する物質を成膜室に導入して、成膜室に残留する水素原子を含む不純物と反応せしめ、水素原子を含む安定な物質に変性することで、高純度化された酸化物半導体層を形成する。水素原子を含む安定な物質は酸化物半導体層の金属原子に水素原子を与えることなく排気されるため、水素原子等が酸化物半導体層に取り込まれる現象を防止できる。水素原子を含む不純物と強く結合する物質としては、例えばハロゲン元素を含む物質が好ましい。 （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】酸化物半導体を用いた書き込み用トランジスタ、該トランジスタと異なる半導体材料を用いた読み出し用トランジスタ及び容量素子を含む不揮発性のメモリセルを有する半導体装置を提供する。メモリセルへの情報の書き込みは、書き込み用トランジスタをオン状態とすることにより、書き込み用トランジスタのソース電極（またはドレイン電極）と、容量素子の電極の一方と、読み出し用トランジスタ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として、しきい値電圧を正に制御したトランジスタを用いることで、読み出し電位を正の電位とする。 （もっと読む）

【課題】良好な特性を維持しつつ、微細化を達成した、酸化物半導体を用いた半導体装置を提供することを目的の一とする。
【解決手段】酸化物半導体層と、酸化物半導体層と接するソース電極及びドレイン電極と、酸化物半導体層と重なるゲート電極と、酸化物半導体層とゲート電極との間に設けられたゲート絶縁層と、を有し、ソース電極またはドレイン電極は、第１の導電層と、前記ゲート電極と一部が重畳するように第１の導電層の端部よりチャネル長方向に伸長した領域を有する第２の導電層と、を含み、第２の導電層の伸長した領域の上にサイドウォール絶縁層を有し、サイドウォール絶縁層は異なる複数の材料層が積層される半導体装置である。 （もっと読む）

【課題】電荷蓄積層が側面に形成された柱状の半導体膜と交差するゲート電極膜が高さ方向に複数配置されるメモリストリングスの底部が所定の方向に隣接するメモリストリングスの底部と半導体層で接続された構造の不揮発性半導体記憶装置で、従来に比して抵抗を低くする。
【解決手段】柱状の半導体膜１３１Ｃの側面に電荷蓄積層１３２を介して制御ゲート電極膜１２２を有するメモリセルトランジスタＭＣが柱状の半導体膜１３１Ｃの高さ方向に複数設けられるメモリストリングスＭＳが、半導体基板１０１上に複数配置され、ワード線方向に配置されたメモリストリングスＭＳの同じ高さのメモリセルトランジスタＭＣの制御ゲート電極膜１２２間が接続された不揮発性半導体記憶装置で、ビット線方向に隣接する２本の柱状の半導体膜１３１Ｃの下部間を結ぶ連結部を備え、柱状の半導体膜１３１Ｃは、それぞれ概略単結晶状のＧｅ膜またはＳｉＧｅ膜で構成される。 （もっと読む）

【課題】信頼性の高い半導体装置を提供することを課題の一とする。また、信頼性の高い半導体装置の作製方法を提供することを課題の一とする。また、消費電力が低い半導体装置を提供することを課題の一とする。また、消費電力が低い半導体装置の作製方法を提供することを課題の一とする。また、量産性の高い半導体装置を提供することを課題の一とする。また、量産性の高い半導体装置の作製方法を提供することを課題の一とする。
【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】良質な特性を有する半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】制御ゲート電極２０２の表面に絶縁膜２０３を形成する工程と、絶縁膜２０３の表面に電荷蓄積層２０４を形成する工程と、電荷蓄積層２０４の表面にトンネル絶縁膜２０５を形成する工程と、トンネル絶縁膜２０５の表面にシリコン層２０６を形成する工程と、シリコン層２０６を形成した後、熱処理を行ってトンネル絶縁膜２０５及びシリコン層２０６の境界面近傍に存在する酸素とシリコンとを反応させる工程と、を備える。 （もっと読む）

【課題】複数のトランジスタが高集積化された素子の少なくとも一のトランジスタに、作製工程数を増加させることなくバックゲートを設ける。
【解決手段】複数のトランジスタが上下に積層されて設けられた素子において、少なくとも上部のトランジスタは、半導体特性を示す金属酸化物により設けられ、下部のトランジスタが有するゲート電極層を上部のトランジスタのチャネル形成領域と重畳するように配して、該ゲート電極層と同一の層の一部を上部のトランジスタのバックゲートとして機能させる。下部のトランジスタは、絶縁層で覆われた状態で平坦化処理が施され、ゲート電極が露出され、上部のトランジスタのソース電極及びドレイン電極となる層に接続されている。 （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】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変換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】トランジスタの微細化を達成し、電界緩和がなされた、酸化物半導体を用いた半導体装置を提供することを課題の一とする。
【解決手段】ゲート電極の線幅を微細化し、ソース電極層とドレイン電極層の間隔を短縮する。ゲート電極をマスクとして自己整合的に希ガスを添加し、チャネル形成領域に接する低抵抗領域を酸化物半導体層に設けることができるため、ゲート電極の幅、即ちゲート配線の線幅を小さく加工しても位置精度よく低抵抗領域を設けることができ、トランジスタの微細化を実現できる。 （もっと読む）

【課題】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半導体材料を用いたトランジスタとを積層して、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１のトランジスタ上に絶縁層と、絶縁層上に第２のトランジスタと、を有し、第１のトランジスタは、第１のチャネル形成領域を含み、第２のトランジスタは、第２のチャネル形成領域を含み、第１のチャネル形成領域は、第２のチャネル形成領域と異なる半導体材料を含んで構成され、絶縁層は、二乗平均平方根粗さが１ｎｍ以下の表面を有する半導体装置。 （もっと読む）

【課題】良好な特性を維持しつつ、微細化を達成した、酸化物半導体を用いた半導体装置を提供することを目的の一とする。
【解決手段】酸化物半導体層と、酸化物半導体層と接するソース電極及びドレイン電極と、酸化物半導体層と重なるゲート電極と、酸化物半導体層とゲート電極との間に設けられたゲート絶縁層と、酸化物半導体層に接して設けられた絶縁層と、を有し、酸化物半導体層は、該酸化物半導体層の端面において、ソース電極またはドレイン電極と接し、且つ該酸化物半導体層の上面において、絶縁層を介して、ソース電極またはドレイン電極と重な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電極またはドレイン電極と、が、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】良好な特性を維持しつつ、微細化を達成した、酸化物半導体を用いた半導体装置を提供することを目的の一とする。
【解決手段】酸化物半導体層と、酸化物半導体層と接するソース電極及びドレイン電極と、酸化物半導体層と重なるゲート電極と、酸化物半導体層とゲート電極との間に設けられたゲート絶縁層と、を有し、ソース電極またはドレイン電極は、第１の導電層と、第１の導電層の端面よりチャネル長方向に伸長した領域を有する第２の導電層と、を含み、第２の導電層の伸長した領域の上に、前記伸長した領域のチャネル長方向の長さより小さいチャネル長方向の長さの底面を有するサイドウォール絶縁層を有する半導体装置である。 （もっと読む）

【課題】デプレッション型トランジスタを用いて構成される記憶素子を有する半導体装置であっても、正確な情報の保持を可能にすること。
【解決手段】あらかじめ信号保持部への信号の入力を制御するトランジスタのゲート端子に負に帯電させ、且つ電源との接続を物理的に遮断することにより負電荷を保持させる。加えて、一方の端子が当該トランジスタのゲート端子に電気的に接続される容量素子を設け、当該容量素子を介して当該トランジスタのスイッチングを制御する。 （もっと読む）