JP6068748B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
<半導体装置の構成>
図1(A)に半導体装置が有する回路100を示す。回路100は、トランジスタ101と、トランジスタ102nと、容量素子103と、を有する。本実施の形態では、トランジスタ102nをnチャネル型のトランジスタとした例について説明する。なお、トランジスタ101はnチャネル型のトランジスタでも、pチャネル型のトランジスタでもよい。
次に半導体装置が有する回路100の動作を説明する。
図1(B)のように、ノードAとノードBの間がダイオード110を介して電気的に接続される場合を選択する動作について説明する。
図1(C)や図1(D)のように、ノードAとノードBの間が抵抗111や導線112を介して電気的に接続される場合を選択する動作について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1で示した構成とは異なる回路100の例を示す。
<半導体装置の構成>
図4(A)に半導体装置が有する回路100を示す。回路100は、トランジスタ101と、トランジスタ102pと、容量素子103と、を有する。本実施の形態では、トランジスタ102pをpチャネル型のトランジスタとした例について説明する。なお、トランジスタ101はnチャネル型のトランジスタでも、pチャネル型のトランジスタでもよい。
次に半導体装置が有する回路100の動作を説明する。
図4(B)のように、ノードAとノードBの間がダイオード120を介して電気的に接続される場合を選択する動作について説明する。
図4(C)や図4(D)のように、ノードAとノードBの間が抵抗121や導線122を介して電気的に接続される場合を選択する動作について説明する。
実施の形態1や実施の形態2で示した回路100を複数組み合わせて用いることもできる。
実施の形態1乃至実施の形態3におけるトランジスタ101、トランジスタ1101、トランジスタ2101のチャネルが形成される領域として用いることができる、酸化物半導体について説明する。
実施の形態1乃至実施の形態4に示した半導体装置の一例について説明する。図12に、図1に示した半導体装置の回路100が有する、トランジスタ101、トランジスタ102n、容量素子103の断面構造を、一例として示す。
本発明の一態様に係る半導体装置またはプログラマブルロジックデバイスは、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置(代表的にはDVD:Digital Versatile Disc等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置)、2次電池などのバッテリーを制御または保護するための回路などに用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る半導体装置またはプログラマブルロジックデバイスを用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プリンタ複合機、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図14に示す。
101 トランジスタ
102n トランジスタ
102p トランジスタ
103 容量素子
110 ダイオード
111 抵抗
112 導線
120 ダイオード
121 抵抗
122 導線
830a 酸化物半導体層
830b 酸化物半導体層
830c 酸化物半導体層
1100 回路
1101 トランジスタ
1102n トランジスタ
1102p トランジスタ
1103 容量素子
1110A トランジスタ
1400 半導体基板
1401 素子分離用絶縁膜
1402 不純物領域
1403 不純物領域
1404 ゲート電極
1405 ゲート絶縁膜
1409 絶縁膜
1410 配線
1411 配線
1412 配線
1415 配線
1416 配線
1417 配線
1420 絶縁膜
1421 配線
1430 半導体膜
1431 ゲート絶縁膜
1432 導電膜
1433 導電膜
1434 ゲート電極
1435 導電膜
1440 絶縁膜
1441 絶縁膜
1442 絶縁膜
1443 導電膜
2100 回路
2101 トランジスタ
2102n トランジスタ
2102p トランジスタ
2103 容量素子
5001 筐体
5002 筐体
5003 表示部
5004 表示部
5005 マイクロフォン
5006 スピーカー
5007 操作キー
5008 スタイラス
5101 車体
5102 車輪
5103 ダッシュボード
5104 ライト
5301 筐体
5302 冷蔵室用扉
5303 冷凍室用扉
5401 筐体
5402 表示部
5403 キーボード
5404 ポインティングデバイス
5601 筐体
5602 筐体
5603 表示部
5604 表示部
5605 接続部
5606 操作キー
5801 筐体
5802 筐体
5803 表示部
5804 操作キー
5805 レンズ
5806 接続部
8100 回路
8101 トランジスタ
8102n トランジスタ
8108 記憶手段
8110 ダイオード
8111 抵抗
8112 導線
Claims (4)
- 第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、第4のトランジスタと、第1の容量素子と、第2の容量素子と、を有し、
前記第1のトランジスタは、第1の酸化物半導体層にチャネル形成領域を有し、
前記第3のトランジスタは、第2の酸化物半導体層にチャネル形成領域を有し、
前記第2のトランジスタのゲートは前記第1のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのゲートは前記第3のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第1の容量素子の一対の電極のうちの一方は前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2の容量素子の一対の電極のうちの一方は前記第4のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第1の容量素子の一対の電極のうちの他方は前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2の容量素子の一対の電極のうちの他方は前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタがオフ状態となることによって、前記第2のトランジスタのゲートが浮遊状態となり、
前記第3のトランジスタがオフ状態となることによって、前記第4のトランジスタのゲートが浮遊状態となることを特徴とする半導体装置。 - 第1のトランジスタ、第2のトランジスタ、及び第1の容量素子を有する第1の回路と、第3のトランジスタ、第4のトランジスタ、及び第2の容量素子を有する第2の回路と、を有し、
前記第1のトランジスタは、第1の酸化物半導体層にチャネル形成領域を有し、
前記第3のトランジスタは、第2の酸化物半導体層にチャネル形成領域を有し、
前記第2のトランジスタのゲートには前記第1のトランジスタを介して第1の信号又は第2の信号が入力され、
前記第4のトランジスタのゲートには前記第3のトランジスタを介して第3の信号又は第4の信号が入力され、
前記第1の容量素子の一対の電極のうちの一方は前記第2のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第2の容量素子の一対の電極のうちの一方は前記第4のトランジスタのゲートと電気的に接続され、
前記第1の容量素子の一対の電極のうちの他方は前記第2のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2の容量素子の一対の電極のうちの他方は前記第4のトランジスタのソース又はドレインの一方と電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのソース又はドレインの他方は前記第4のトランジスタのソース又はドレインの他方と電気的に接続され、
前記第1のトランジスタがオフ状態となることによって、前記第2のトランジスタのゲートが浮遊状態となり、
前記第3のトランジスタがオフ状態となることによって、前記第4のトランジスタのゲートが浮遊状態となり、
前記第1の信号が入力されると、前記第1の回路はダイオードとして機能し、
前記第2の信号が入力されると、前記第1の回路は抵抗又は導線として機能し、
前記第3の信号が入力されると、前記第2の回路はダイオードとして機能し、
前記第4の信号が入力されると、前記第2の回路は抵抗又は導線として機能することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は請求項2において、
前記第1の酸化物半導体層及び前記第2の酸化物半導体層の少なくとも一は、第1の金属酸化物膜と、前記第1の金属酸化物膜上の第2の金属酸化物膜と、前記第2の金属酸化物膜上の第3の金属酸化物膜と、を有し、
前記第1の金属酸化物膜は、前記第2の金属酸化物膜を構成する金属元素の少なくとも一を構成要素として含み、
前記第3の金属酸化物膜は、前記第2の金属酸化物膜を構成する金属元素の少なくとも一を構成要素として含み、
前記第2の金属酸化物膜はインジウムを含むことを特徴とする半導体装置。 - 請求項3において、
前記第1の金属酸化物膜の伝導帯下端のエネルギーは、前記第2の金属酸化物膜の伝導帯下端のエネルギーよりも、0.05eV以上、2eV以下の範囲で真空準位に近く、
前記第3の金属酸化物膜の伝導帯下端のエネルギーは、前記第2の金属酸化物膜の伝導帯下端のエネルギーよりも、0.05eV以上、2eV以下の範囲で真空準位に近いことを特徴とする半導体装置。
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