JP7330986B2 - 半導体装置及び半導体装置の動作方法 - Google Patents
半導体装置及び半導体装置の動作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7330986B2 JP7330986B2 JP2020539156A JP2020539156A JP7330986B2 JP 7330986 B2 JP7330986 B2 JP 7330986B2 JP 2020539156 A JP2020539156 A JP 2020539156A JP 2020539156 A JP2020539156 A JP 2020539156A JP 7330986 B2 JP7330986 B2 JP 7330986B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- transistor
- circuit
- electrically connected
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 48
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 33
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 16
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 218
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 217
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 114
- 230000006870 function Effects 0.000 description 97
- 239000010408 film Substances 0.000 description 77
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 69
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 68
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 68
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 61
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 58
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 58
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 description 48
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 42
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 37
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 31
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 31
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 20
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 15
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 14
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 14
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- -1 hafnium aluminate Chemical class 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 8
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical group [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 7
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 6
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical group [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical group [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N azanylidynemolybdenum Chemical compound [Mo]#N GPBUGPUPKAGMDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 4
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 4
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical group [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 3
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical group [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 3
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical group [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000156302 Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus Species 0.000 description 2
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910019311 (Ba,Sr)TiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100031786 Adiponectin Human genes 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101000775469 Homo sapiens Adiponectin Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N aluminium arsenide Chemical compound [As]#[Al] MDPILPRLPQYEEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical group [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000010893 electron trap Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000012905 input function Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000001646 magnetic resonance method Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1203—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
- H01L27/1207—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI combined with devices in contact with the semiconductor body, i.e. bulk/SOI hybrid circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/8258—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using a combination of technologies covered by H01L21/8206, H01L21/8213, H01L21/822, H01L21/8252, H01L21/8254 or H01L21/8256
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0688—Integrated circuits having a three-dimensional layout
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/7869—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film having a semiconductor body comprising an oxide semiconductor material, e.g. zinc oxide, copper aluminium oxide, cadmium stannate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
図2は本発明の一態様を説明するブロック図である。
図3は本発明の一態様を説明するフローチャートである。
図4は本発明の一態様を説明するフローチャートである。
図5は本発明の一態様の蓄電装置の動作を説明するタイミングチャートである。
図6は本発明の一態様を説明するブロック図である。
図7は本発明の一態様を説明する回路図である。
図8Aは本発明の一態様を説明する回路図である。図8Bは本発明の一態様を説明する回路図である。
図9Aは充放電カーブを示す。図9Bは本発明の一態様を説明する回路図である。図9Cは本発明の一態様を説明する回路図である。
図10Aは本発明の一態様の蓄電装置の動作を説明するタイミングチャートである。図10Bは本発明の一態様の蓄電装置の動作を説明するタイミングチャートである。
図11は半導体装置の構成例を示す断面図である。
図12は半導体装置の構成例を示す断面図である。
図13Aはトランジスタの構造例を示す断面図である。図13Bはトランジスタの構造例を示す断面図である。図13Cはトランジスタの構造例を示す断面図である。
図14Aは電子部品の作製工程を示すフローチャートである。図14Bは電子部品の斜視模式図である。
図15Aは二次電池の一例を示す図である。図15Bは二次電池の一例を示す図である。図15Cは複数の二次電池の構成例を示す図である。図15Dは複数の二次電池の構成例を示す図である。
図16Aは電池パックの例を示す図である。図16Bは電池パックの例を示す図である。図16Cは電池パックの例を示す図である。
図17Aは本発明の一態様の車両を説明する図である。図17Bは本発明の一態様の車両を説明する図である。図17Cは本発明の一態様の車両を説明する図である。
図18Aは本発明の一態様の車両を説明する図である。図18Bは本発明の一態様の蓄電システムを説明する図である。
図19Aは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。図19Bは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。図19Cは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。
図20は本発明の一態様の電子機器を説明する図である。
図21Aは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。図21Bは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。図21Cは本発明の一態様の二次電池を説明する図である。図21Dは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。図21Eは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。
図22は本発明の一態様を説明する回路図である。
図23は本発明の一態様を説明する回路図である。
図24は温度センサの評価結果である。
電池制御回路、および当該電池制御回路を備えた蓄電装置の構成について、図1及び図2を参照して説明する。
図1には蓄電装置の一例について示す。図1に示す蓄電装置100は、電池制御回路110および組電池120を有する。
電圧生成回路119は、以下の図3に説明する手順を用いて、電池セル121(k)の負極の電圧、例えば前述の電圧Vn(k)を基準に、正極の電圧の基準電圧、例えば前述の電圧Vm(k)を生成することができる。以降、電圧Vn(k)を基準に、電圧Vcとの和として電圧Vm(k)を生成する例について説明する。
図4に示すフローチャートを用いて、図1に示す蓄電装置の動作方法の一例を示す。
電池制御回路110は、電池の保護回路としての機能を有することが好ましい。
電池セル121としてリチウムイオン二次電池セルを用いることができる。また、電池セル121は、リチウムイオン二次電池セルに限定されず、二次電池の正極材料として例えば、元素A、元素X、及び酸素を有する材料を用いることができる。元素Aは第1族の元素および第2族の元素から選ばれる一以上である。第1族の元素として例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を用いることができる。また、第2族の元素として例えば、カルシウム、ベリリウム、マグネシウム等を用いることができる。元素Xとして例えば金属元素、シリコン及びリンから選ばれる一以上を用いることができる。また、元素Xはコバルト、ニッケル、マンガン、鉄、及びバナジウムから選ばれる一以上である。代表的には、リチウムコバルト複合酸化物LiCoO2や、リン酸鉄リチウムLiFePO4が挙げられる。
本発明の一態様の構成では、OSトランジスタを有する記憶素子を用いる構成とすることで、オフ時にソースとドレイン間を流れるリーク電流(以下、オフ電流)が極めて低いことを利用して、参照電圧を記憶素子に保持させることができる。このとき、記憶素子の電源をオフ状態にすることができるため、OSトランジスタを有する記憶素子を用いることにより、極めて低い消費電力で、参照電圧を保持させることができる。
図6には、本発明の一態様の蓄電装置100が図1に示す構成に加えて、検出回路185、検出回路186、発振回路OSC、カウンタCNT、論理回路LC1、論理回路LC2およびショート検出回路SDを有する構成の一例を示す。なお、これらの回路は図6に示すように、検出回路181に含まれることが好ましい。また、発振回路OSC、カウンタCNT、論理回路LC1および論理回路LC2の少なくとも一部は制御回路170に含まれてもよい。
本発明の一態様の蓄電装置が有する温度センサTSの評価を行った。評価に用いた温度センサTSの構成を図23に示す。
上記実施の形態で説明した電池制御回路に適用可能な半導体装置の構成例について説明する。
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明し電池制御回路を電子部品とする例について、図14Aおよび図14Bを用いて説明する。
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した電池制御回路を備えた電子部品を適用可能な蓄電装置および蓄電システムの構成について説明する。
円筒型の二次電池の例について図15Aを参照して説明する。円筒型の二次電池400は、図15Aに示すように、上面に正極キャップ(電池蓋)401を有し、側面及び底面に電池缶(外装缶)402を有している。これら正極キャップ401と電池缶(外装缶)402とは、ガスケット(絶縁パッキン)410によって絶縁されている。
次に本発明の一態様の蓄電システムの例について、図16A、図16Bおよび図16Cを用いて説明する。
本実施の形態では、車両に本発明の一態様である蓄電システムを搭載する例を示す。車両として例えば自動車、二輪車、自転車、等が挙げられる。
本実施の形態では、先の実施の形態で示した蓄電システムを電子機器に実装する例を説明する。
以上の実施の形態、及び実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。
Claims (10)
- n組のセルバランス回路(nは一以上の整数)を有する半導体装置であり、
前記n組のセルバランス回路は、n個の二次電池と電気的に接続され、
前記n組のセルバランス回路の一に対し、前記n個の二次電池の一が電気的に接続され、
前記n組のセルバランス回路のそれぞれは、
比較回路と、
前記比較回路の非反転入力端子に電気的に接続される第1の端子と、
前記比較回路の反転入力端子にソースおよびドレインの一方が電気的に接続される第1のトランジスタと、
前記比較回路の反転入力端子に一方の電極が電気的に接続される第1の容量と、
前記第1の容量の他方の電極に電気的に接続される第2の端子と、
を有し、
前記第1のトランジスタはチャネル形成領域に、インジウムを含む金属酸化物を有し、
第kのセルバランス回路(kは3以上n以下の整数)が有する前記第1の端子と、第(k-1)のセルバランス回路が有する前記第2の端子と、は電気的に接続され、
前記第(k-1)のセルバランス回路が有する前記第1の端子と、第(k-2)のセルバランス回路が有する前記第2の端子と、は電気的に接続され、
前記第kのセルバランス回路に電気的に接続される前記二次電池は、正極が前記第kのセルバランス回路の前記第1の端子に電気的に接続され、負極が前記第kのセルバランス回路の前記第2の端子に電気的に接続される半導体装置。 - 請求項1において、
第mのセルバランス回路(mは2以上n以下の整数)が有する前記第1の端子と前記第2の端子の電圧の差が第(m-1)のセルバランス回路が有する前記第1の端子と前記第2の端子の電圧の差よりも大きい場合には、
前記第mのセルバランス回路が有する前記比較回路の出力端子からは高電位信号を、
前記第(m-1)のセルバランス回路が有する前記比較回路の前記出力端子からは低電位信号を、
それぞれ出力する機能を有する半導体装置。 - 請求項1または請求項2において、
前記n組のセルバランス回路のそれぞれにおいて、前記比較回路の前記反転入力端子に前記第2の端子の電圧と電圧Aの和が与える機能を有し、
前記電圧Aは、3V以上5V以下である半導体装置。 - 第1の比較回路と、第1のトランジスタと、第1の容量素子と、第1の端子と、第2の端子と、第3の端子と、を有する半導体装置の動作方法であり、
前記第1の比較回路の非反転入力端子には、前記第1の端子が電気的に接続され、
前記第1の比較回路の反転入力端子には、前記第1のトランジスタのソースおよびドレインの一方と、前記第1の容量素子の一方の電極と、が電気的に接続され、
前記第1の容量素子の他方の電極には、前記第2の端子が電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのソースおよびドレインの他方には、前記第3の端子が電気的に接続され、
前記第1のトランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有し、
前記金属酸化物は、インジウムを含み、
前記第1の端子には、二次電池の正極端子が電気的に接続され、
前記第2の端子には、前記二次電池の負極端子が電気的に接続され、
前記第1のトランジスタのゲートに高電位信号が与えられる第1のステップと、
前記第3の端子に第1の信号が与えられる第2のステップと、
前記第1の比較回路の前記反転入力端子に前記第1の信号に応じた第2の信号が与えられる第3のステップと、
前記第1のトランジスタのゲートに低電位信号が与えられる第4のステップと、
前記第1の比較回路の出力端子から低電位信号が出力される第5のステップと、
前記第1の比較回路の出力端子からの信号を低電位信号から高電位信号へ変化させることにより前記二次電池の電流を減少させる第6のステップと、
を有し、
前記第1の信号は、前記第2の端子の電圧と電圧Aの和であり、
前記電圧Aは、3V以上5V以下である半導体装置の動作方法。 - 請求項4において、
前記第5のステップにおける前記第1の端子と前記第2の端子の電圧の差は、
前記第6のステップにおける前記第1の端子と前記第2の端子の電圧の差よりも小さい半導体装置の動作方法。 - 請求項4または請求項5において、
第2のトランジスタを有し、
前記第2のトランジスタのソースおよびドレインの一方には、前記第1の端子または前記第2の端子が電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのゲートには、前記第1の比較回路の前記出力端子が電気的に接続される半導体装置の動作方法。 - 請求項4乃至請求項6のいずれか一において、
前記第3のステップにおいて前記第1の比較回路の前記非反転入力端子に与えられる前記第2の信号は、前記第4のステップ乃至前記第6のステップにおいて保持される半導体装置の動作方法。 - 請求項4乃至請求項7のいずれか一において、
電圧生成回路を有し、
前記電圧生成回路は、第3のトランジスタと、第2の容量素子と、を有し、
前記第3のトランジスタのソースおよびドレインの一方には、前記第2の容量素子の一方の電極が電気的に接続され、
前記第3のトランジスタのソースおよびドレインの他方には、前記第2の端子が電気的に接続され、
前記電圧生成回路は、前記第1の信号を生成する機能を有し、
前記第3のトランジスタは、チャネル形成領域にインジウムを含む金属酸化物を有する半導体装置の動作方法。 - 請求項8において、
前記電圧生成回路は、第2の比較回路を有し、
前記第2の比較回路の非反転入力端子には、前記第3のトランジスタのソースおよびドレインの一方が電気的に接続され、
前記第2の比較回路の反転入力端子には前記第3の端子が電気的に出力され、
前記第2の比較回路の出力端子には前記第1のトランジスタのゲートが電気的に接続される半導体装置の動作方法。 - 第1の比較回路と、第2の比較回路と、第3の比較回路と、制御回路と、二次電池と、を有し、
前記第1の比較回路、前記第2の比較回路および前記第3の比較回路は、前記制御回路に信号を与える機能を有し、
前記制御回路は、前記第1の比較回路から与えられる信号に応じて、前記二次電池の充電電流を制御する機能を有し、
前記制御回路は、前記第2の比較回路から与えられる信号に応じて、前記二次電池の充電を停止する機能を有し、
前記制御回路は、前記第3の比較回路から与えられる信号に応じて、前記二次電池の充電上限電圧を制御する機能を有し、
前記第1の比較回路は、前記二次電池の正極の電位と、第1の基準電位と、を比較する機能を有し、
前記第2の比較回路は、前記二次電池の正極の電位と、第2の基準電位と、を比較する機能を有し、
前記第3の比較回路は、環境温度と、第3の基準電位と、を比較する機能を有し、
前記第1の比較回路の非反転入力端子または反転入力端子には第1のトランジスタのソースまたはドレインが電気的に接続され、
前記第2の比較回路の非反転入力端子または反転入力端子には第2のトランジスタのソースまたはドレインが電気的に接続され、前記第3の比較回路の非反転入力端子または反転入力端子には第3のトランジスタのソースまたはドレインが電気的に接続され、
前記第1のトランジスタ、前記第2のトランジスタおよび前記第3のトランジスタのチャネル形成領域はそれぞれ、インジウムを含む金属酸化物を有する半導体装置。
Applications Claiming Priority (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018163168 | 2018-08-31 | ||
JP2018163168 | 2018-08-31 | ||
JP2018201005 | 2018-10-25 | ||
JP2018201005 | 2018-10-25 | ||
JP2018219225 | 2018-11-22 | ||
JP2018219225 | 2018-11-22 | ||
JP2018239852 | 2018-12-21 | ||
JP2018239852 | 2018-12-21 | ||
PCT/IB2019/057027 WO2020044168A1 (ja) | 2018-08-31 | 2019-08-21 | 半導体装置及び半導体装置の動作方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020044168A1 JPWO2020044168A1 (ja) | 2021-08-26 |
JPWO2020044168A5 JPWO2020044168A5 (ja) | 2022-07-28 |
JP7330986B2 true JP7330986B2 (ja) | 2023-08-22 |
Family
ID=69645128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020539156A Active JP7330986B2 (ja) | 2018-08-31 | 2019-08-21 | 半導体装置及び半導体装置の動作方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210242690A1 (ja) |
JP (1) | JP7330986B2 (ja) |
WO (1) | WO2020044168A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11714138B2 (en) | 2018-11-22 | 2023-08-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device, power storage device, and electronic device |
KR20210096212A (ko) | 2018-12-19 | 2021-08-04 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 이차 전지의 과방전 방지 회로 및 이차 전지 모듈 |
JP7463298B2 (ja) | 2019-01-24 | 2024-04-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及び半導体装置の動作方法 |
WO2020241439A1 (ja) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 蓄電システム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006211885A (ja) | 2004-12-27 | 2006-08-10 | Nissan Motor Co Ltd | 組電池の容量調整装置および容量調整方法 |
JP2010246225A (ja) | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Sony Corp | 電池パックおよび充電方法 |
JP2016219028A (ja) | 2012-04-11 | 2016-12-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1066276A (ja) * | 1996-08-21 | 1998-03-06 | Japan Tobacco Inc | 充電保護装置および充電装置 |
JPH10191574A (ja) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Japan Tobacco Inc | 充電装置 |
JPH11234916A (ja) * | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Rohm Co Ltd | リチウムイオン電池パック |
JP3944855B2 (ja) * | 2003-11-07 | 2007-07-18 | 株式会社リコー | キャパシタ充電用半導体装置 |
JP4065232B2 (ja) * | 2003-12-11 | 2008-03-19 | 三洋電機株式会社 | 電池の充電方法 |
JP4186916B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2008-11-26 | 株式会社デンソー | 組電池管理装置 |
JP2008178202A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Omron Corp | キャパシタ充電制御回路 |
JP5434168B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2014-03-05 | 株式会社リコー | 二次電池の保護用半導体装置およびそれを用いたバッテリパックならびに電子機器 |
CN102668316B (zh) * | 2009-10-27 | 2015-03-25 | 三美电机株式会社 | 充放电控制电路、半导体集成电路、充放电控制方法以及充放电控制程序 |
JP5618609B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2014-11-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 組電池の制御装置 |
JP2012208120A (ja) * | 2011-03-17 | 2012-10-25 | Ricoh Co Ltd | 二次電池の保護用半導体装置 |
US9478995B2 (en) * | 2011-10-28 | 2016-10-25 | Renesas Electronics Corporation | Battery system |
JP5989375B2 (ja) * | 2012-03-28 | 2016-09-07 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 半導体装置及び電池監視システム |
JP6055298B2 (ja) * | 2012-12-14 | 2016-12-27 | ローム株式会社 | シャント回路、充電システム、及び集積回路 |
JP6150149B2 (ja) * | 2013-09-26 | 2017-06-21 | 富士電機株式会社 | キャパシタの並列モニタ回路 |
KR20160004936A (ko) * | 2014-07-04 | 2016-01-13 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치, 및 전자 기기 |
US9595955B2 (en) * | 2014-08-08 | 2017-03-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device including power storage elements and switches |
JP6780927B2 (ja) * | 2014-10-31 | 2020-11-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
JP6641603B2 (ja) * | 2017-03-24 | 2020-02-05 | トヨタ自動車株式会社 | 組電池 |
WO2020012284A1 (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 二次電池の保護回路及び二次電池の異常検知システム |
KR20210080425A (ko) * | 2018-10-25 | 2021-06-30 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 축전 장치 및 축전 장치의 동작 방법 |
JP7463298B2 (ja) * | 2019-01-24 | 2024-04-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及び半導体装置の動作方法 |
TW202105678A (zh) * | 2019-01-25 | 2021-02-01 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | 半導體裝置及包括該半導體裝置的電子裝置 |
JPWO2021165780A1 (ja) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 |
-
2019
- 2019-08-21 WO PCT/IB2019/057027 patent/WO2020044168A1/ja active Application Filing
- 2019-08-21 US US17/269,330 patent/US20210242690A1/en active Pending
- 2019-08-21 JP JP2020539156A patent/JP7330986B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006211885A (ja) | 2004-12-27 | 2006-08-10 | Nissan Motor Co Ltd | 組電池の容量調整装置および容量調整方法 |
JP2010246225A (ja) | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Sony Corp | 電池パックおよび充電方法 |
JP2016219028A (ja) | 2012-04-11 | 2016-12-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20210242690A1 (en) | 2021-08-05 |
WO2020044168A1 (ja) | 2020-03-05 |
JPWO2020044168A1 (ja) | 2021-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7330986B2 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の動作方法 | |
JP6363244B2 (ja) | 蓄電装置 | |
JP7405763B2 (ja) | 蓄電装置及び蓄電装置の動作方法 | |
JP7463298B2 (ja) | 半導体装置及び半導体装置の動作方法 | |
JP2022119979A (ja) | 電池保護回路、及び、蓄電装置 | |
JP7507097B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP7472037B2 (ja) | 電池保護回路、蓄電装置、及び電気機器 | |
US11988720B2 (en) | Semiconductor device and battery pack | |
JP7322022B2 (ja) | 電池管理回路、蓄電装置、及び電気機器 | |
JP7222657B2 (ja) | 二次電池の残量計測回路 | |
WO2022049455A1 (ja) | 二次電池の制御回路および電子機器 | |
WO2020089725A1 (ja) | 電源回路、および当該電源回路を備えた半導体装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220720 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220720 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230718 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230809 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7330986 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |