CN115362590A - 蓄电装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种功耗低的蓄电装置等。另外，提供一种集成度高的蓄电装置等。在蓄电装置中，第一电池单元包括第一衬底上的第一电极、第一电极上的正极活性物质层、正极活性物质层上的电解质层、电解质层上的负极活性物质层及负极活性物质层上的第二电极，比较电路包括第一输入端子、第二输入端子、输出端子及第一晶体管，第一晶体管包括第一衬底上的氧化物半导体、氧化物半导体上的第一绝缘体及第一绝缘体上的栅电极，第一电极与第一晶体管的栅极及所述第一输入端子电连接，比较电路具有将对应于第一电极的电位和所希望的基准电位的比较结果的第一信号从输出端子输出到控制电路的功能，并且，所述控制电路具有根据第一信号控制第一电池单元的充电的功能。

Description

蓄电装置及电子设备
技术领域
本发明的一个方式涉及一种半导体装置及半导体装置的工作方法。此外，本发明的一个方式涉及一种电池控制电路、电池保护电路、蓄电装置及电子设备。
本发明的一个方式不限定于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。此外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。因此，具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出显示装置、发光装置、蓄电装置、摄像装置、存储装置、这些装置的驱动方法或这些装置的制造方法。
背景技术
蓄电装置(也称为电池、二次电池)被应用于小型电子设备、汽车等各种领域。随着电池的应用范围的扩大，利用将多个电池单元串联连接的多单元结构的电池堆叠的应用增多。
蓄电装置具备检测出过放电、过充电、过电流或短路等充放电时的异常的电路。如此，在进行电池的保护及控制的电路中，为了检测出充放电时的异常，取得电压或电流等的数据。此外，在这种电路中，根据被观察的数据，停止充放电或进行单元平衡等控制。
专利文献1公开了被用作电池保护电路的保护IC。在专利文献1中，公开了其内部设有多个比较器(Comparator)并对参考电压和连接有电池的端子的电压进行比较来检测出充放电时的异常的保护IC。
此外，在专利文献2中公开了检测出二次电池的微小短路的电池状态检测装置及内藏它的电池组。
此外，在专利文献3中公开了用来保护串联连接的二次电池单元的组电池的保护用半导体装置。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2011-267726号说明书
[专利文献2]日本专利申请公开第2010-66161号公报
[专利文献3]日本专利申请公开第2010-220389号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的电池控制电路、电池保护电路、蓄电装置、半导体装置、车辆以及电子设备等。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种低功耗的电池控制电路、电池保护电路、蓄电装置、半导体装置、车辆以及电子设备等。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种集成度高的电池控制电路、电池保护电路、蓄电装置、半导体装置、车辆以及电子设备等。
注意，本发明的一个方式的目的不局限于上述目的。上述列举的目的并不妨碍其他目的的存在。此外，其他目的是上面没有提到而将在下面的记载中进行说明的目的。本领域技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽出上面没有提到的目的。本发明的一个方式实现上述列举的目的及/或其他目的中的至少一个。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括第一衬底、第一电池单元、比较电路及控制电路，其中，第一电池单元包括第一衬底上的第一电极、第一电极上的正极活性物质层、正极活性物质层上的电解质层、电解质层上的负极活性物质层及负极活性物质层上的第二电极，比较电路包括第一输入端子、第二输入端子、输出端子及第一晶体管，第一晶体管包括第一衬底上的氧化物半导体、氧化物半导体上的第一绝缘体及第一绝缘体上的栅电极，第一电极与第一晶体管的栅极及第一输入端子电连接，比较电路具有将对应于第一电极的电位和所希望的基准电位的比较结果的第一信号从输出端子输出到控制电路的功能，并且，控制电路具有根据第一信号控制第一电池单元的充电的功能。
另外，在上述结构中，优选的是，蓄电装置还包括第二晶体管及电容器，其中第二晶体管的源极和漏极中的一个与第二输入端子电连接，第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电容器的一个电极电连接，并且第二晶体管包含氧化物半导体。
另外，在上述结构中，优选的是，输出端子与第一晶体管的源极或漏极电连接。
另外，在上述结构中，优选的是，蓄电装置还包括包含氧化物半导体的第二晶体管、包含氧化物半导体的第三晶体管及电容器，其中第二晶体管的源极和漏极中的一个与第二输入端子及第三晶体管的栅极电连接，第二晶体管的源极和漏极中的另一个与电容器的一个电极电连接，并且输出端子与第三晶体管的源极或漏极电连接。
另外，在上述结构中，优选的是，蓄电装置还包括第一晶体管所包括的栅电极上的第二绝缘体及第二绝缘体上的第三电极，其中第一电极位于第二绝缘体上，第一电极和第三电极各自包含钛化合物，并且第三电极与第一晶体管的源极或漏极电连接。
另外，在上述结构中，优选的是，第一晶体管包括源电极及漏电极，并且第一电极、第一晶体管所包括的源电极及第一晶体管所包括的漏电极各自包含钛化合物。
另外，在上述结构中，优选的是，第一电极及第一晶体管所包括的栅电极各自包含钛化合物。
另外，在上述结构中，优选的是，蓄电装置还包括第二电池单元、转换电路、时钟生成电路、升压电路及电压保持电路，其中第一晶体管包括背栅极，转换电路具有对第二电池单元的正极电位进行转换而将其作为第二信号供应到时钟生成电路的功能，时钟生成电路具有使用第二信号生成作为时钟信号的第三信号的功能，升压电路具有使用第三信号生成第一电位的功能，并且电压保持电路具有向背栅极供应第一电位并保持该第一电位的功能。
另外，在上述结构中，第一衬底优选为玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底、半导体衬底、SOI衬底及塑料衬底中的任何衬底。
另外，在上述结构中，优选的是，第一衬底为半导体衬底，第一衬底包含硅，并且包括沟道形成区域设置在第一衬底中的晶体管。
另外，本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括：第一衬底；包括第一衬底上的氧化物半导体、氧化物半导体上的第一绝缘体及第一绝缘体上的栅电极的第一晶体管；氧化物半导体上的第二绝缘体；包括第二绝缘体上的第一电极、第一电极上的正极活性物质层、正极活性物质层上的电解质层、电解质层上的负极活性物质层及负极活性物质层上的第二电极的第一电池单元；以及第二绝缘体上的第三电极，其中，第三电极与第一晶体管的源极或漏极电连接。
另外，在上述结构中，优选的是，第一电极及第三电极包含钛化合物。
另外，在上述结构中，优选的是，第一晶体管在沟道形成区域中包含氧化物半导体。
另外，在上述结构中，优选的是，蓄电装置还包括第三电极上的第四电极及夹在第三电极与第四电极之间的第三绝缘体，其中第一电极及第四电极各自包含钛化合物。
另外，在上述结构中，优选的是，蓄电装置还包括第三电极上的第四电极及夹在第三电极与第四电极之间的压电体层，其中第一电极及第四电极各自包含钛化合物。
另外，本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括：第一衬底；包括第一衬底上的源电极及漏电极、源电极及漏电极上的氧化物半导体、氧化物半导体上的第一绝缘体及第一绝缘体上的栅电极的第一晶体管；以及包括第一衬底上的第一电极、第一电极上的正极活性物质层、正极活性物质层上的电解质层、电解质层上的负极活性物质层及负极活性物质层上的第二电极的第一电池单元，其中，源电极、漏电极及第一电极各自包含钛化合物。
另外，本发明的一个方式是一种电子设备，包括第一衬底、第一电池单元、比较电路、控制电路及压电元件，其中，第一电池单元包括第一衬底上的第一电极、第一电极上的正极活性物质层、正极活性物质层上的电解质层、电解质层上的负极活性物质层及负极活性物质层上的第二电极，比较电路包括第一晶体管，第一晶体管包括第一衬底上的氧化物半导体、氧化物半导体上的第一绝缘体及第一绝缘体上的栅电极，压电元件包括第三电极、第三电极上的压电体层及压电体层上的第四电极，第一电极与第一晶体管的栅电极电连接，比较电路具有将对应于第一电极的电位和所希望的电位的比较结果的第一信号输出到控制电路的功能，并且，控制电路具有根据第一信号控制第一电池单元的充电的功能。
另外，在上述结构中，优选的是，第一电极及第三电极各自包含钛化合物。
另外，本发明的一个方式是一种电子设备，包括第一衬底、第一电池单元、比较电路、显示部及驱动电路，其中，第一衬底选自玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底、半导体衬底、SOI衬底及塑料衬底中，第一电池单元包括第一衬底上的第一电极、第一电极上的正极活性物质层、正极活性物质层上的电解质层、电解质层上的负极活性物质层及负极活性物质层上的第二电极，第一电极包含钛化合物，比较电路包括第一晶体管，第一晶体管包括第一衬底上的氧化物半导体、氧化物半导体上的源电极及漏电极、氧化物半导体上的第一绝缘体及第一绝缘体上的栅电极，第一电极与第一晶体管的栅极电连接，驱动电路具有向显示部供应图像信号的功能，并且，驱动电路包括包含氧化物半导体的多个晶体管。
另外，本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括第一衬底、第一电池单元、比较电路及控制电路，其中，第一电池单元包括第一衬底上的第一电极、第一电极上的正极活性物质层、正极活性物质层上的电解质层、电解质层上的负极活性物质层及负极活性物质层上的第二电极，第一电极包含钛化合物，比较电路包括第一输入端子、第二输入端子、输出端子及第一晶体管，第一晶体管包括第一衬底上的氧化物半导体、氧化物半导体上的源电极及漏电极、氧化物半导体上的第一绝缘体及第一绝缘体上的栅电极，第一输入端子与栅电极电连接，第一电极与第一输入端子电连接，比较电路具有将对应于第一电极的电位和所希望的基准电位的比较结果的第一信号从输出端子输出到控制电路的功能，并且，控制电路具有根据第一信号控制第一电池单元的充电的功能。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的电池控制电路、新颖的电池保护电路、蓄电装置、半导体装置、车辆以及电子设备等。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种低功耗的电池控制电路、电池保护电路、蓄电装置、半导体装置、车辆以及电子设备等。此外，根据本发明的一个方式，可以提供一种集成度高的电池控制电路、电池保护电路、蓄电装置、半导体装置、车辆以及电子设备等。
注意，本发明的一个方式的效果不局限于上述列举的效果。上述列举的效果并不妨碍其他效果的存在。此外，其他效果是上面没有提到而将在下面的记载中进行说明的效果。本领域技术人员可以从说明书或附图等的记载导出并适当地抽出上面没有提到的效果。本发明的一个方式具有上述列举的效果及/或其他效果中的至少一个。因此，本发明的一个方式有时不具有上述列举的效果。
附图说明
图1A是本发明的一个方式的二次电池的俯视图。图1B是本发明的一个方式的二次电池的截面图。
图2是示出本发明的一个方式的截面图。
图3是示出本发明的一个方式的截面图。
图4是示出本发明的一个方式的截面图。
图5是示出本发明的一个方式的截面图。
图6是示出本发明的一个方式的截面图。
图7A是示出本发明的一个方式的晶体管的截面图。图7B是示出本发明的一个方式的晶体管的截面图。
图8A是示出本发明的一个方式的二次电池的俯视图。图8B是本发明的一个方式的二次电池的俯视图。
图9是说明本发明的一个方式的方框图。
图10A是说明本发明的一个方式的电路图。图10B是说明本发明的一个方式的电路图。
图11是说明本发明的一个方式的方框图。
图12A是说明本发明的一个方式的方框图。图12B是说明本发明的一个方式的电路图。
图13A是说明本发明的一个方式的电路图。图13B是说明本发明的一个方式的电路图。
图14A是说明本发明的一个方式的电路图。图14B是说明本发明的一个方式的电路图。图14C是说明本发明的一个方式的电路图。
图15A是说明本发明的一个方式的电路图。图15B是说明本发明的一个方式的电路图。
图16是说明电子设备的一个例子的图。
图17A是说明电子设备的一个例子的图。图17B是说明电子设备的一个例子的图。图17C是说明电子设备的一个例子的图。
图18A是说明电子设备的一个例子的图。图18B是说明电子设备的一个例子的图。
图19A是说明电子设备的一个例子的图。图19B是说明电子设备的一个例子的图。图19C是说明飞行体的一个例子的图。图19D是说明车辆的一个例子的图。
具体实施方式
下面，参照附图对实施方式进行说明。注意，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是实施方式可以以多个不同形式来实施，其方式和详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。
此外，在本说明书等中，“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附加上的。因此，这不是为了限定构成要素的数量而附加上的。此外，这不是为了限定构成要素的顺序而附加上的。例如，在本说明书等的实施方式之一中附有“第一”的构成要素有可能在其他实施方式或权利要求书中附有“第二”。此外，例如，在本说明书等的实施方式之一中附有“第一”的构成要素有可能在其他实施方式或权利要求书中被省略。
在附图中，有时使用同一符号表示同一构成要素、具有相同功能的构成要素、由同一材料形成的构成要素或者同时形成的构成要素等，并且有时省略重复说明。
此外，为了便于对发明的理解，附图等示出的各结构的位置、大小和范围等有时不表示实际上的位置、大小和范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、大小、范围等。例如，在实际的制造工序中，有时抗蚀剂掩模等因蚀刻等处理而被非意图性地减薄，但是为了便于理解有时省略图示。
此外，尤其在俯视图(也称为平面图)或立体图等中，为了易于理解附图，有时省略部分构成要素的记载。
此外，在本说明书等中，“电极”及“布线”这样的用语不在功能上限定其构成要素。例如，有时将“电极”用作“布线”的一部分，反之亦然。再者，“电极”及“布线”这样的用语还包括多个“电极”及“布线”被形成为一体的情况等。
在本说明书等中，“端子”例如有时是指布线或与布线连接的电极。此外，在本说明书等中，有时将“布线”的一部分称为“端子”。
此外，在本说明书等中，“上”或“下”不局限于构成要素的位置关系为“正上”或“正下”且直接接触的情况。例如，“绝缘层A上的电极B”不需要在绝缘层A上直接接触地形成有电极B，也可以包括在绝缘层A与电极B之间包括其他构成要素的情况。
此外，由于“源极”及“漏极”的功能，例如在采用不同极性的晶体管时或在电路工作中电流的方向变化时等，根据工作条件等而相互调换，因此很难限定哪个是“源极”，哪个是“漏极”。因此，在本说明书中，“源极”及“漏极”可以互相调换。
在本说明书等中，“电连接”包括直接连接的情况或通过“具有某种电作用的元件”连接的情况。在此，“具有某种电作用的元件”只要可以进行连接对象间的电信号的收发，就对其没有特别的限制。因此，即便记载为“电连接”，在实际电路中有时存在没有物理连接的部分而只是布线延伸的情况。
此外，在本说明书中，“平行”例如是指在-10°以上且10°以下的角度的范围中配置两条直线的状态。因此，也包括角度为-5°以上且5°以下的情况。此外，“垂直”或“正交”例如是指在80°以上且100°以下的角度的范围中配置两条直线的状态。因此，也包括角度为85°以上且95°以下的情况。
此外，在本说明书等中，除非特别叙述，关于计数值或计量值提到“同一”、“相同”、“相等”或“均匀”等的情况下，包括±20％的变动作为误差。
此外，在本说明书中，当在形成抗蚀剂掩模之后进行蚀刻处理时，在没有特别说明的情况下，在蚀刻处理结束之后去除该抗蚀剂掩模。
在很多情况下，电压是指某个电位与基准电位(例如，接地电位或源电位等)之间的电位差。因此，有时也可以互换“电压”与“电位”的称谓。
注意，例如当导电性充分低时，即使表示为“半导体”也具有“绝缘体”的特性。因此，也可以使用“绝缘体”代替“半导体”。此时，“半导体”和“绝缘体”的境界模糊，因此难以精确地区别。由此，有时可以将本说明书所记载的“半导体”换称为“绝缘体”。
此外，例如当导电性充分高时，即使表示为“半导体”也具有“导电体”的特性。因此，也可以使用“导电体”代替“半导体”。此时，“半导体”和“导电体”的境界模糊，因此难以精确地区别。由此，有时可以将本说明书所记载的“半导体”换称为“导电体”。
注意，在本说明书等中，晶体管的“开启状态”是指晶体管的源极和漏极电短路的状态(还称为“导通状态”)。此外，晶体管的“关闭状态”是指晶体管的源极和漏极电断开的状态(还称为“非导通状态”)。
此外，在本说明书等中，“通态电流(on-state current)”有时是指在晶体管处于开启状态时流过源极与漏极之间的电流。此外，“关态电流(off-state current)”有时是指在晶体管处于关闭状态时流过源极与漏极之间的电流。
此外，在本说明书等中，高电源电位VDD(也称为“VDD”或“H电位”)是指其电位比低电源电位VSS高的电源电位。此外，低电源电位VSS(也称为“VSS”或“L电位”)是指其电位比高电源电位VDD低的电源电位。此外，也可以将接地电位用作VDD或VSS。例如，在VDD是接地电位时，VSS是低于接地电位的电位，在VSS是接地电位时，VDD是高于接地电位的电位。
此外，在本说明书等中，栅极是指栅电极及栅极布线的一部分或全部。栅极布线是指用来电连接至少一个晶体管的栅电极与其他电极或其他布线的布线。
此外，在本说明书等中，源极是指源区域、源电极及源极布线的一部分或全部。源区域是指半导体层中的电阻率为一定值以下的区域。源电极是指导电层中的连接到源区域的部分。源极布线是指用来电连接至少一个晶体管的源电极与其他电极或其他布线的布线。
此外，在本说明书等中，漏极是指漏区域、漏电极及漏极布线的一部分或全部。漏区域是指半导体层中的电阻率为一定值以下的区域。漏电极是指导电层中的连接到漏区域的部分。漏极布线是指用来电连接至少一个晶体管的漏电极与其他电极或其他布线的布线。
(实施方式1)
使用图1说明本发明的一个方式的二次电池。
[二次电池的结构]
图1A及图1B示出本发明的一个方式的二次电池200的具体的一个例子。在此，说明形成在衬底110上的二次电池200。
图1A是俯视图，图1B是沿着图1A中的线A-A’截断的截面图。二次电池200是薄膜电池，如图1B所示衬底110上形成有正极100及固体电解质层203的叠层，固体电解质层203上形成有负极210。正极100包括正极集流体103和正极集流体103上的正极活性物质层101。负极210包括负极活性物质层204和负极活性物质层204上的负极集流体205。固体电解质层203设置在正极活性物质层101与负极活性物质层204之间。
另外，二次电池200中优选形成有正极100、固体电解质层203及负极210上的保护层206。
形成这些层的膜分别可以使用金属掩模形成。可以利用溅射法选择性地形成正极集流体103、正极活性物质层101、固体电解质层203、负极活性物质层204以及负极集流体205。另外，也可以利用共蒸镀法并使用金属掩模来选择性地形成固体电解质层203。
如图1A所示，通过使负极集流体205一部分露出来形成负极端子部。此外，通过使正极集流体103的一部分露出来形成正极端子部。负极端子部及正极端子部以外的区域被保护层206覆盖。
作为正极集流体103优选使用具有导电性的材料。此外，优选使用容易抑制氧化的材料。例如，可以使用作为钛化合物的氧化钛、氮化钛、其一部分被氮取代的氧化钛、其一部分被氧取代的氮化钛或氧氮化钛(TiOxNy，0<x<2，0<y<1)等。其中，氮化钛的导电性高且氧化抑制功能好，所以是特别优选的。通过使用氮化钛，有时可以稳定正极活性物质层101所具有的晶体结构。
另外，正极集流体103也可以具有叠层结构。例如，也可以设置包含金、铂、铝、钛、铜、镁、铁、钴、镍、锌、锗、铟、银、钯等金属及它们的合金等材料的第一层并以层叠在第一层上的方式设置包含钛化合物的第二层。
作为固体电解质层203的材料，可以举出Li0.35La0.55TiO3、La(2/3-X)Li3XTiO3、Li3PO4、LiXPO(4-Y)NY、LiNb(1-X)Ta(X)WO6、Li7La3Zr2O12、Li(1+X)Al(X)Ti(2-X)(PO4)3、Li(1+X)Al(X)Ge(2-X)(PO4)3、LiNbO2等。注意，X>0，Y>0。作为沉积方法，可以利用溅射法、蒸镀法等。
固体电解质层203也可以具有叠层结构，在采用叠层结构时，一个层也可以层叠对磷酸锂(Li3PO4)添加氮而成的材料(Li3PO(4-Z)NZ：也称为LiPON)。注意，Z>0。
另外，固体电解质层203例如可以利用溅射法形成。
正极活性物质层101包含锂、过渡金属M及氧。正极活性物质层101也可以说是包含锂及过渡金属M的复合氧化物。
作为正极活性物质层101所包含的过渡金属M，优选使用有可能与锂一起形成属于空间群R-3m的层状岩盐型复合氧化物的金属。作为过渡金属M，例如可以使用锰、钴和镍中的一个或多个。就是说，作为正极活性物质层101所包含的过渡金属，可以仅使用钴或镍，也可以使用钴及锰或钴及镍的两种，又可以使用钴、锰及镍的三种。就是说，正极活性物质层101可以包含如钴酸锂、镍酸锂、钴的一部分被锰取代的钴酸锂、钴的一部分被镍取代的钴酸锂、镍-锰-钴酸锂等包含锂和过渡金属M的复合氧化物。
此外，正极活性物质层101除了上述以外还可以包含镁、氟、铝等过渡金属M以外的元素。这些元素有时进一步稳定正极活性物质层101中的晶体结构。就是说，正极活性物质层101可以包含添加有镁及氟的钴酸锂、添加有镁及氟的镍-钴酸锂、添加有镁及氟的钴-铝酸锂、镍-钴-铝酸锂、添加有镁及氟的镍-钴-铝酸锂等。
当正极活性物质层101包含锂、钴、镍、铝、镁、氧及氟且正极活性物质层101中的钴的原子个数比为100时，镍的原子个数比例如优选为0.05以上且2以下，更优选为0.1以上且1.5以下，进一步优选为0.1以上且0.9以下。当正极活性物质层101中的钴的原子个数比为100时，铝的原子个数比例如优选为0.05以上且2以下，更优选为0.1以上且1.5以下，进一步优选为0.1以上且0.9以下。当正极活性物质层101中的钴的原子个数比为100时，镁的原子个数比例如优选为0.1以上且6以下，更优选为0.3以上且3以下。此外，当正极活性物质层101中的镁的原子个数比为1时，氟的原子个数比例如优选为2以上且3.9以下。
通过以上述那样的浓度包含镍、铝及镁，即使以高电压反复充放电也可以保持稳定的晶体结构。由此，可以实现容量大且充放电循环特性优异的正极活性物质层101。
钴、镍、铝及镁的摩尔浓度例如可以通过感应耦合等离子体质谱分析法(ICP-MS)进行评价。氟的摩尔浓度例如可以通过辉光放电质谱法分析(GD-MS)进行评价。
例如，作为正极活性物质可以使用具有尖晶石型晶体结构的复合氧化物等。作为正极活性物质，例如可以使用聚阴离子材料。作为聚阴离子材料，例如可以举出具有橄榄石型晶体结构的材料及NASICON材料等。此外，作为正极活性物质，例如可以使用包含硫的材料。
作为具有尖晶石型晶体结构的材料，例如可以使用由通式LiM2O4表示的复合氧化物。在上述通式LiM2O4中，作为元素M优选包括Mn。例如可以使用LiMn2O4。此外，在上述通式LiM2O4中，通过作为元素M除了含有Mn之外还含有Ni，有时可以提高二次电池的放电电压及能量密度，因此是优选的。此外，优选对LiMn2O4等含有锰的具有尖晶石型的晶体结构的含锂材料混合少量的锂镍氧化物(LiNiO2或LiNi1-xMxO2(M是Co、Al等))，由此可以提高二次电池的特性。
作为聚阴离子材料，例如可以使用含有氧、金属A、金属M及元素Z的复合氧化物。上述聚阴离子材料所包含的金属A是Li、Na、Mg中的一个以上，上述聚阴离子材料所包含的金属M是Fe、Mn、Co、Ni、Ti、V、Nb中的一个以上，元素Z是S、P、Mo、W、As、Si中的一个以上。
作为具有橄榄石型晶体结构的材料，例如可以使用复合材料(通式为LiMPO4(M为Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)中的一种以上))。作为通式LiMPO4的典型例子，可以使用LiFePO4、LiNiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFeaNibPO4、LiFeaCobPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCobPO4、LiNiaMnbPO4(a+b为1以下，0<a<1、0<b<1)、LiFecNidCoePO4、LiFecNidMnePO4、LiNicCodMnePO4(c+d+e为1以下，0<c<1、0<d<1、0<e<1)、LiFefNigCohMniPO4(f+g+h+i为1以下，0<f<1、0<g<1、0<h<1、0<i<1)等锂化合物。
或者，可以使用Li(2-j)MSiO4(M为Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)中的一个以上且0≤j≤2)等复合材料。作为通式为Li(2-j)MSiO4的典型例子，可以将如下锂化合物用作材料：Li(2-j)FeSiO4、Li(2-j)NiSiO4、Li(2-j)CoSiO4、Li(2-j)MnSiO4、Li(2-j)FekNilSiO4、Li(2-j)FekColSiO4、Li(2-j)FekMnlSiO4、Li(2-j)NikColSiO4、Li(2-j)NikMnlSiO4(k+l为1以下，0<k<1、0<l<1)、Li(2-j)FemNinCoqSiO4、Li(2-j)FemNinMnqSiO4、Li(2-j)NimConMnqSiO4(m+n+q为1以下，0<m<1、0<n<1、0<q<1)、Li(2-j)FerNisCotMnuSiO4(r+s+t+u为1以下，0<r<1、0<s<1、0<t<1、0<u<1)等。
此外，还可以使用由AxM2(XO4)3(A是Li、Na、Mg，M是Fe、Mn、Ti、V、Nb，X是S、P、Mo、W、As、Si)表示的NASICON型化合物。作为NASICON型化合物，有Fe2(MnO4)3、Fe2(SO4)3、Li3Fe2(PO4)3等。作为正极活性物质可以使用以通式Li2MPO4F、Li2MP2O7或Li5MO4(M是Fe、Mn)表示的化合物。
此外，作为正极活性物质，还可以使用如NaFeF3、FeF3等钙钛矿型氟化物、如TiS2、MoS2等金属硫族化合物(硫化物、硒化物、碲化物)、LiMVO4等具有反尖晶石型晶体结构的氧化物、钒氧化物类(V2O5、V6O13、LiV3O8等)、锰氧化物、有机硫化合物等材料。
此外，作为正极活性物质，也可以使用以通式LiMBO3(M为Fe(II)、Mn(II)、Co(II)中的一个以上)表示的硼酸盐类正极材料。
作为含有钠的材料例如可以将NaFeO2、Na2/3[Fe1/2Mn1/2]O2、Na2/3[Ni1/3Mn2/3]O2、Na2Fe2(SO4)3、Na3V2(PO4)3、Na2FePO4F、NaVPO4F、NaMPO4(M为Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II))、Na2FePO4F或Na4Co3(PO4)2P2O7等含有钠的氧化物用作正极活性物质。
此外，正极活性物质也可以使用含有锂的金属硫化物。例如，可以举出Li2TiS3、Li3NbS4等。
作为本发明的一个方式的正极活性物质，也可以混合上述材料中的两个以上而使用。
作为负极活性物质层204，可以使用硅、碳、氧化钛、氧化钒、氧化铟、氧化锌、氧化锡、氧化镍等。此外，可以使用锡、镓、铝等与Li合金化的材料。另外，也可以使用这些合金化的金属氧化物。另外，也可以使用锂钛氧化物(Li4Ti5O12、LiTi2O4等)。其中，作为负极活性物质层204，优选使用含硅及氧的材料(也称为SiOx膜)。另外，作为负极活性物质层204也可以使用Li金属。
注意，在二次电池200中，以正极、固体电解质层及负极为一组，将该一组层叠为多个并串联连接，由此也可以提高二次电池的电压。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式2)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的蓄电装置的结构例子。
本发明的一个方式的蓄电装置包括二次电池及电池控制电路。该电池控制电路例如具有保护二次电池的功能。另外，该电池控制电路例如具有控制二次电池的充电的功能。另外，该电池控制电路例如具有监视二次电池的电压的功能。
本发明的一个方式的电池控制电路优选包括在沟道形成区域中包含氧化物半导体的晶体管(以下，OS晶体管)。将在后面说明包括OS晶体管的电池控制电路的详细内容。另外，本发明的一个方式的电池控制电路除了OS晶体管之外还可以包括在沟道形成区域中包含硅、锗、硅锗、碳化硅等的晶体管。
图2示出可用于本发明的一个方式的蓄电装置的结构例子。图2示出在衬底599上层叠二次电池200和作为电池控制电路所包括的OS晶体管的晶体管500的结构例子。注意，虽然在图2中示出在衬底599上设置一个二次电池的例子，但是也可以在衬底599上设置两个以上的二次电池。在此情况下，例如，也可以共同使用正极或负极。另外，正极、负极、电解质等优选使用共同材料。
作为衬底599，可以使用玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底(例如，不锈钢衬底、包含不锈钢箔的衬底、钨衬底、包含钨箔的衬底等)、半导体衬底(例如，单晶半导体衬底、多晶半导体衬底或化合物半导体衬底等)、SOI(Silicon on Insulator，绝缘体上硅)衬底、塑料衬底等。此外，作为衬底可以使用柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纸或基材薄膜等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等，可以举出如下例子。例如，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。或者，作为一个例子，可以举出丙烯酸树脂等合成树脂等。或者，作为一个例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作为一个例子，可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂、环氧树脂、无机蒸镀薄膜或纸类等。
在图2中，衬底599上设置有绝缘体514。作为绝缘体514，优选使用防止氢或杂质的扩散的具有阻挡性的膜。作为绝缘体514，例如可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氮氧化铝及氮化铝等。
注意，在本说明书中，氧氮化硅是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，而氮氧化硅是指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。注意，在本说明书中，氧氮化铝是指氧含量多于氮含量的材料，“氮氧化铝”是指氮含量多于氧含量的材料。
<晶体管500>
在晶体管500中，优选将被用作氧化物半导体的金属氧化物用于包含沟道形成区域的氧化物530。例如，作为氧化物530优选使用In-M-Zn氧化物(元素M为选自铝、镓、钇、铜、钒、铍、硼、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨和镁等中的一种或多种)等金属氧化物。
具体而言，作为氧化物530a使用In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]或1：1：0.5[原子个数比]的金属氧化物，即可。此外，作为氧化物530b使用In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]或1：1：1[原子个数比]的金属氧化物，即可。此外，作为氧化物530c使用In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]、Ga：Zn＝2：1[原子个数比]或Ga：Zn＝2：5[原子个数比]的金属氧化物，即可。作为氧化物530c具有叠层结构的情况下的具体例子，可以举出In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]和In：Ga：Zn＝1：3：4[原子个数比]的叠层结构、Ga：Zn＝2：1[原子个数比]和In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]的叠层结构、Ga：Zn＝2：5[原子个数比]和In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]的叠层结构、氧化镓和In：Ga：Zn＝4：2：3[原子个数比]的叠层结构等。
此外，氧化物530b也可以具有结晶性。例如，优选使用后面说明的CAAC-OS(c-axisaligned crystalline oxide semiconductor)。CAAC-OS等的具有结晶性的氧化物具有杂质及缺陷(氧空位等)少的结晶性高且致密的结构。因此，可以抑制由源电极或漏电极氧从氧化物530b被抽出。此外，即使进行加热处理也可以减少氧从氧化物530b被抽出，所以晶体管500在制造工序中的高温度(所谓热积存：thermal budget)中也是稳定的。
作为在氧化物530中被用作沟道形成区域的金属氧化物，优选使用其带隙为2eV以上，优选为2.5eV以上的金属氧化物。如此，通过使用带隙较宽的金属氧化物，可以减小晶体管的关态电流。
在氧化物530中，当在氧化物530b之下设置有氧化物530a时，可以抑制杂质从形成在氧化物530a下方的结构物扩散到氧化物530b。当在氧化物530b之上设置有氧化物530c时，可以抑制杂质从形成在氧化物530c的上方的结构物扩散到氧化物530b。
此外，氧化物530优选具有各金属原子的原子个数比互不相同的多个氧化物层的叠层结构。具体而言，用于氧化物530a的金属氧化物的构成元素中的元素M的原子个数比优选大于用于氧化物530b的金属氧化物的构成元素中的元素M的原子个数比。此外，用于氧化物530a的金属氧化物中的相对于In的元素M的原子个数比优选大于用于氧化物530b的金属氧化物中的相对于In的元素M的原子个数比。此外，用于氧化物530b的金属氧化物中的相对于元素M的In的原子个数比优选大于用于氧化物530a的金属氧化物中的相对于元素M的In的原子个数比。此外，氧化物530c可以使用可用于氧化物530a或氧化物530b的金属氧化物。
优选的是，使氧化物530a及氧化物530c的导带底的能量高于氧化物530b的导带底的能量。换言之，氧化物530a及氧化物530c的电子亲和势优选小于氧化物530b的电子亲和势。
在此，在氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的接合部中，导带底的能级平缓地变化。换言之，也可以将上述情况表达为氧化物530a、氧化物530b及氧化物530c的接合部的导带底的能级连续地变化或者连续地接合。为此，优选降低形成在氧化物530a与氧化物530b的界面以及氧化物530b与氧化物530c的界面的混合层的缺陷态密度。
具体而言，通过使氧化物530a与氧化物530b以及氧化物530b与氧化物530c除了氧之外还包含共同元素(为主要成分)，可以形成缺陷态密度低的混合层。例如，在氧化物530b为In-Ga-Zn氧化物的情况下，作为氧化物530a及氧化物530c优选使用In-Ga-Zn氧化物、Ga-Zn氧化物及氧化镓等。
此时，载流子的主要路径为氧化物530b。通过使氧化物530a及氧化物530c具有上述结构，可以降低氧化物530a与氧化物530b的界面及氧化物530b与氧化物530c的界面的缺陷态密度。因此，界面散射对载流子传导的影响减少，可以提高晶体管500的通态电流。
在氧化物530b上设置有被用作源电极及漏电极的导电体542a及导电体542b。作为导电体542a及导电体542b，优选使用选自铝、铬、铜、银、金、铂、钽、镍、钛、钼、钨、铪、钒、铌、锰、镁、锆、铍、铟、钌、铱、锶和镧中的金属元素、以上述金属元素为成分的合金或者组合上述金属元素的合金等。例如，优选使用氮化钽、氮化钛、钨、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物等。此外，氮化钽、氮化钛、包含钛和铝的氮化物、包含钽和铝的氮化物、氧化钌、氮化钌、包含锶和钌的氧化物、包含镧和镍的氧化物是不容易氧化的导电材料或者吸收氧也维持导电性的材料，所以是优选的。氮化钽等的金属氮化物膜对氢或氧具有阻挡性，所以是更优选的。
此外，虽然在图2中示出导电体542a及导电体542b的单层结构，但是也可以采用两层以上的叠层结构。例如，优选层叠氮化钽膜及钨膜。此外，也可以层叠钛膜及铝膜。此外，也可以采用在钨膜上层叠铝膜的两层结构、在铜-镁-铝合金膜上层叠铜膜的两层结构、在钛膜上层叠铜膜的两层结构、在钨膜上层叠铜膜的两层结构。
此外，也可以使用：在钛膜或氮化钛膜上层叠铝膜或铜膜并在其上形成钛膜或氮化钛膜的三层结构、在钼膜或氮化钼膜上层叠铝膜或铜膜并在其上形成钼膜或氮化钼膜的三层结构等。此外，也可以使用包含氧化铟、氧化锡或氧化锌的透明导电材料。
此外，如图2所示，有时在氧化物530与导电体542a(导电体542b)的界面及其附近作为低电阻区域形成有区域543a及区域543b。此时，区域543a被用作源区域和漏区域中的一个，区域543b被用作源区域和漏区域中的另一个。此外，沟道形成区域形成在夹在区域543a和区域543b之间的区域中。
通过以与氧化物530接触的方式设置上述导电体542a(导电体542b)，区域543a(区域543b)的氧浓度有时降低。此外，在区域543a(区域543b)中有时形成包括包含在导电体542a(导电体542b)中的金属及氧化物530的成分的金属化合物层。在此情况下，区域543a(区域543b)的载流子浓度增加，区域543a(区域543b)成为低电阻区域。
绝缘体544以覆盖导电体542a及导电体542b的方式设置，抑制导电体542a及导电体542b的氧化。此时，绝缘体544也可以以覆盖氧化物530的侧面且与绝缘体524接触的方式设置。
作为绝缘体544，可以使用包含选自铪、铝、镓、钇、锆、钨、钛、钽、镍、锗、钕、镧或镁等中的一种或两种以上的金属氧化物。此外，作为绝缘体544也可以使用氮氧化硅或氮化硅等。
尤其是，作为绝缘体544，优选使用作为包含铝和铪中的一方或双方的氧化物的绝缘体的氧化铝、氧化铪、包含铝及铪的氧化物(铝酸铪)等。尤其是，铝酸铪的耐热性比氧化铪膜高。因此，在后面的工序的加热处理中不容易晶化，所以是优选的。此外，在导电体542a及导电体542b是具有耐氧化性的材料或者吸收氧也其导电性不会显著降低的情况下，不需要必须设置绝缘体544。根据所需要的晶体管特性，适当地设计即可。
通过包括绝缘体544，可以抑制绝缘体580所包含的水、氢等杂质经过氧化物530c、绝缘体550扩散到氧化物530b。此外，可以抑制绝缘体580所包含的过剩氧使导电体560氧化。
绝缘体550被用作第一栅极绝缘膜。绝缘体550优选以接触于氧化物530c的内侧(顶面及侧面)的方式配置。绝缘体550优选与上述绝缘体524同样地使用包含过剩的氧并通过加热而释放氧的绝缘体形成。
具体而言，可以使用包含过剩氧的氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅。尤其是，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。
通过作为绝缘体550以与氧化物530c的顶面接触的方式设置通过加热而释放氧的绝缘体，可以高效地从绝缘体550通过氧化物530c对氧化物530b的沟道形成区域供应氧。此外，与绝缘体524同样，优选降低绝缘体550中的水或氢等杂质的浓度。绝缘体550的厚度优选为1nm以上且20nm以下。
此外，为了将绝缘体550所包含的过剩氧高效地供应到氧化物530，也可以在绝缘体550与导电体560之间设置金属氧化物。该金属氧化物优选抑制从绝缘体550到导电体560的氧扩散。通过设置抑制氧的扩散的金属氧化物，从绝缘体550到导电体560的过剩氧的扩散受到抑制。换言之，可以抑制供应到氧化物530的过剩氧量减少。此外，可以抑制因过剩氧导致的导电体560的氧化。作为该金属氧化物，可以使用可用于绝缘体544的材料。
此外，与第二栅极绝缘膜同样，绝缘体550也可以具有叠层结构。由于当进行晶体管的微型化及高集成化时，有时栅极绝缘膜的薄膜化导致泄漏电流等问题，因此通过使被用作栅极绝缘膜的绝缘体具有high-k材料与具有热稳定性的材料的叠层结构，可以在保持物理厚度的同时降低晶体管工作时的栅极电位。此外，可以实现具有热稳定性及高相对介电常数的叠层结构。
在图2中，被用作第一栅电极的导电体560具有两层结构，但是也可以具有单层结构或三层以上的叠层结构。
作为导电体560a，优选使用具有抑制氢原子、氢分子、水分子、氮原子、氮分子、氧化氮分子(N2O、NO、NO2等)、铜原子等杂质的扩散的功能的导电材料。此外，优选使用具有抑制氧(例如，氧原子、氧分子等中的至少一个)的扩散的功能的导电材料。通过使导电体560a具有抑制氧的扩散的功能，可以抑制因绝缘体550所包含的氧导致导电体560b氧化而导电率下降。作为具有抑制氧的扩散的功能的导电材料，例如，优选使用钽、氮化钽、钌或氧化钌等。此外，作为导电体560a可以使用可应用于氧化物530的氧化物半导体。在此情况下，通过采用溅射法形成导电体560b，可以降低导电体560a的电阻值来使其成为导电体。其可以称为OC(Oxide Conductor)电极。
作为导电体560b，优选使用以钨、铜或铝为主要成分的导电材料。由于导电体560b还被用作布线，所以优选使用导电性高的导电体。导电体560b也可以具有叠层结构，例如，可以采用钛或氮化钛和上述导电材料的叠层结构。
绝缘体580优选隔着绝缘体544设置在导电体542a及导电体542b上。绝缘体580优选具有过剩氧区域。例如，绝缘体580优选包含氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅或树脂等。尤其是，氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，所以是优选的。尤其是，氧化硅和具有空孔的氧化硅容易在后面的工序中形成过剩氧区域，所以是优选的。
绝缘体580优选具有过剩氧区域。通过以与氧化物530c接触的方式设置通过加热而释放氧的绝缘体580，可以将绝缘体580中的氧通过氧化物530c高效地供应给氧化物530。此外，优选降低绝缘体580中的水或氢等杂质的浓度。
绝缘体580的开口以与导电体542a和导电体542b之间的区域重叠的方式形成。由此，导电体560以嵌入绝缘体580的开口中及夹在导电体542a与导电体542b之间的区域的方式设置。
在进行半导体装置的微型化时，需要缩短栅极长度，但是需要防止导电体560的导电性的下降。为此，在增大导电体560的厚度的情况下，导电体560有可能具有纵横比高的形状。在本实施方式中，由于将导电体560以嵌入绝缘体580的开口的方式设置，所以即使导电体560具有纵横比高的形状，在工序中也不发生导电体560的倒塌。
绝缘体574优选以与绝缘体580的顶面、导电体560的顶面及绝缘体550的顶面接触的方式设置。通过利用溅射法形成绝缘体574，可以在绝缘体550及绝缘体580中形成过剩氧区域。由此，可以将氧从该过剩氧区域供应到氧化物530中。
例如，作为绝缘体574，可以使用包含选自铪、铝、镓、钇、锆、钨、钛、钽、镍、锗和镁等中的一种或两种以上的金属氧化物。
尤其是，氧化铝具有高阻挡性，即使是0.5nm以上且3.0nm以下的薄膜，也可以抑制氢及氮的扩散。由此，通过利用溅射法形成的氧化铝可以在被用作氧供应源的同时还具有氢等杂质的阻挡膜的功能。
此外，优选在绝缘体574上设置被用作层间膜的绝缘体581。与绝缘体524等同样，优选降低绝缘体581中的水或氢等杂质的浓度。
此外，在形成于绝缘体581、绝缘体574、绝缘体580及绝缘体544中的开口配置导电体540a及导电体540b。导电体540a及导电体540b以隔着导电体560彼此对置的方式设置。
绝缘体581上设置有导电体610及二次电池200。导电体610被用作与导电体540a连接的布线。
导电体610优选使用与正极集流体103相同的材料。通过作为导电体610和正极集流体103使用相同材料，可以利用相同工序形成导电体610和正极集流体103，它们的制造变得容易。
图3与图2的不同之处是在绝缘体581上包括电容器600及传感器元件660等。
在图3所示的结构例子中，在衬底599上包括绝缘体514，在绝缘体514上包括晶体管500，在晶体管500上包括绝缘体574及绝缘体581，以嵌入于绝缘体580、绝缘体574及绝缘体581的方式形成导电体540a及导电体540b，导电体540a被用作与导电体542a连接的插头，导电体540b被用作与导电体542b连接的插头。
在图3中，绝缘体581上设置有导电体610b，导电体610b及绝缘体581上设置有绝缘体611，绝缘体611上设置有与导电体610b重叠的导电体610。导电体610及导电体610b被用作电容器600的电极，在绝缘体611中夹在导电体610与导电体610b之间的区域被用作电容器600的介电质。
此外，在图3中，绝缘体611上设置有二次电池200及传感器元件660。
传感器元件660包括绝缘体611上的导电体660a、导电体660a上的导电体660c以及夹在导电体660a与导电体660c之间的层660b。
作为导电体610及导电体660a，优选使用与正极集流体103相同的材料。
作为传感器元件660，例如可以使用压力传感器、压电传感器、加速度传感器、陀螺仪传感器、磁传感器、光传感器、红外线传感器、距离传感器、脉搏传感器、超声波传感器，触摸传感器、指纹传感器等。
以下示出作为传感器元件660使用压电传感器的例子。通过使用压电传感器，可以检测压力、位移等。
作为导电体660a优选使用钛化合物。具体而言，例如优选使用氮化钛。或者，优选使用钛。通过使用氮化钛，有时层660b的结晶性得到提高。另外，也可以在导电体660a上还设置第二导电层。例如，也可以使用钛和钛上的铂的叠层。通过使用钛和钛上的铂的叠层，有时层660b的结晶性得到提高。
作为层660b，可以使用锆钛酸铅、钛酸钡等压电陶瓷。锆钛酸铅有时以Pb(ZrxTi1-x)O3表示。钛酸钡有时以BaTiO3表示。
在导电体660a与层660b之间，也可以作为缓冲层层叠地设置选自包含锶的化合物(例如，La0.5Sr0.5CoO3、SrTiO3、SrRuO3等)、包含镧的化合物(LaNiO3)、(Bi，La)4Ti3O12等)、包含钇的化合物(例如，Y1Ba2Cu3O7-x等)等中的一个以上。
如图4所示的结构例子那样，夹在绝缘体514与绝缘体574之间的区域也可以设置有作为OS晶体管的晶体管500和二次电池200。
图4所示的晶体管500具有底接触结构。在图4中，绝缘体524上设置有导电体542a及导电体542b。另外，在图4所示的晶体管500中，在绝缘体524、导电体542a及导电体542b上包括氧化物530，在氧化物530上包括绝缘体550，在绝缘体550上包括导电体560。另外，在图4中，导电体560与导电体503隔着氧化物530重叠。导电体503与氧化物530之间设置有绝缘体520、绝缘体522及绝缘体524。
在图4中，二次电池200设置在绝缘体524上。二次电池200的保护层206上设置有绝缘层550，绝缘层550上设置有绝缘体580，绝缘体580上设置有绝缘体574。
导电体542a及导电体542b被用作晶体管500的源电极及漏电极。作为导电体542a及导电体542b，优选使用与正极集流体103相同的材料。
注意，在图4及下述图5中，也可以作为晶体管500采用图2等所示的晶体管的结构。
如图5所示的结构例子那样，也可以在衬底599上设置二次电池200，在二次电池200上设置绝缘体580b，在绝缘体580b上设置绝缘体514，在绝缘体514上设置晶体管500。关于可用于绝缘体580b的材料等，可以参照绝缘体580。
如图6所示，也可以作为衬底599使用硅、硅锗或碳化硅，将晶体管300设置于衬底599，在晶体管300上设置绝缘体514、晶体管500、电容器600、传感器元件660等。本发明的一个方式的电池控制电路所包括的晶体管的一部分例如也可以使用晶体管300构成。
图6所示的晶体管300设置在衬底599上，并包括导电体316、绝缘体315、由衬底599的一部分构成的半导体区域313、低电阻区域314a及低电阻区域314b。低电阻区域314a及低电阻区域314b中的一个被用作源区域，其中另一个被用作漏区域。
在晶体管300中，导电体316隔着绝缘体315覆盖半导体区域313的顶面及沟道宽度方向的侧面。如此，通过使晶体管300具有Fin型结构，实效沟道宽度增加，从而可以提高通态特性。此外，由于可以增强栅电极的电场的作用，所以可以提高晶体管300的关态特性。
此外，晶体管300既可为p沟道晶体管又可为n沟道晶体管。
在低电阻区域314a及低电阻区域314b中，除了应用于半导体区域313的半导体材料之外，还包含砷、磷等赋予n型导电性的元素或硼等赋予p型导电性的元素。
作为被用作栅电极的导电体316，可以使用包含砷、磷等赋予n型导电性的元素或硼等赋予p型导电性的元素的硅等半导体材料、金属材料、合金材料或金属氧化物材料等导电材料。
此外，由于导电体的材料决定功函数，所以通过选择导电体的材料，可以调整晶体管的阈值电压。具体而言，作为导电体优选使用氮化钛或氮化钽等材料。为了兼具导电性和嵌入性，作为导电体优选使用钨或铝等金属材料的叠层，尤其在耐热性方面优选使用钨。
此外，晶体管300也可以使用SOI(Silicon on Insulator：绝缘体上硅)衬底等形成。
此外，作为SOI衬底可以使用：通过在对镜面抛光薄片注入氧离子之后进行高温加热，在离表面有一定深度的区域中形成氧化层，并消除产生在表面层中的缺陷而形成的SIMOX(Separation by Implanted Oxygen：注入氧隔离)衬底；利用通过注入氢离子而形成的微小空隙经过加热处理成长而使半导体衬底劈开的智能剥离法或ELTRAN法(注册商标：Epitaxial Layer Transfer：外延层转移)等形成的SOI衬底。使用单晶衬底形成的晶体管在沟道形成区域中包括单晶半导体。
以覆盖晶体管300的方式依次层叠有绝缘体320、绝缘体322、绝缘体324及绝缘体326。
作为绝缘体320、绝缘体322、绝缘体324及绝缘体326，例如可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、氮氧化铝及氮化铝等。
注意，在本说明书中，氧氮化硅是指在其组成中氧含量多于氮含量的材料，而氮氧化硅是指在其组成中氮含量多于氧含量的材料。注意，在本说明书中，氧氮化铝是指氧含量多于氮含量的材料，“氮氧化铝”是指氮含量多于氧含量的材料。
绝缘体322也可以被用作用来使因设置在其下方的晶体管300等而产生的台阶平坦化的平坦化膜。例如，为了提高绝缘体322的顶面的平坦性，其顶面也可以通过利用化学机械抛光(CMP)法等的平坦化处理被平坦化。
作为绝缘体324，优选使用能够防止氢或杂质从衬底599或晶体管300等扩散到设置有晶体管500的区域中的具有阻挡性的膜。
作为对氢具有阻挡性的膜的一个例子，例如可以使用通过CVD法形成的氮化硅。在此，有时氢扩散到晶体管500等具有氧化物半导体的半导体元件中，导致该半导体元件的特性下降。因此，优选在晶体管500与晶体管300之间设置抑制氢的扩散的膜。具体而言，抑制氢的扩散的膜是指氢的脱离量少的膜。
氢的脱离量例如可以利用热脱附谱分析法(TDS)等测量。例如，在TDS分析中的膜表面温度为50℃至500℃的范围内，当将换算为氢原子的脱离量换算为绝缘体324的每单位面积的量时，绝缘体324中的氢的脱离量为10×1015atoms/cm2以下，优选为5×1015atoms/cm2以下，即可。
注意，绝缘体326的介电常数优选比绝缘体324低。例如，绝缘体326的相对介电常数优选低于4，更优选低于3。例如，绝缘体326的相对介电常数优选为绝缘体324的相对介电常数的0.7倍以下，更优选为0.6倍以下。通过将介电常数低的材料用于层间膜，可以减少产生在布线之间的寄生电容。
此外，在绝缘体320、绝缘体322、绝缘体324及绝缘体326中嵌入导电体328及导电体330等。此外，导电体328及导电体330具有插头或布线的功能。注意，有时使用同一符号表示具有插头或布线的功能的多个导电体。此外，在本说明书等中，布线、与布线连接的插头也可以是一个构成要素。就是说，导电体的一部分有时被用作布线，并且导电体的一部分有时被用作插头。
作为各插头及布线(导电体328、导电体330等)的材料，可以使用金属材料、合金材料、金属氮化物材料或金属氧化物材料等导电材料的单层或叠层。优选使用兼具耐热性和导电性的钨或钼等高熔点材料，优选使用钨。或者，优选使用铝或铜等低电阻导电材料。通过使用低电阻导电材料，可以降低布线电阻。
此外，与绝缘体324同样，绝缘体350例如优选使用对氢具有阻挡性的绝缘体。此外，导电体330优选包含对氢具有阻挡性的导电体。尤其优选的是，在对氢具有阻挡性的绝缘体所具有的开口部中形成对氢具有阻挡性的导电体。通过采用该结构，可以使用阻挡层将晶体管300与晶体管500分离，从而可以抑制氢从晶体管300扩散到晶体管500中。
注意，作为对氢具有阻挡性的导电体，例如优选使用氮化钽等。此外，通过层叠氮化钽和导电性高的钨，不但可以保持作为布线的导电性而且可以抑制氢从晶体管300扩散。此时，对氢具有阻挡性的氮化钽层优选与对氢具有阻挡性的绝缘体350接触。
绝缘体350上设置有绝缘体512，绝缘体512上设置有绝缘体514。关于可用于绝缘体512的材料，例如可以参照绝缘体326。
图7A所示的晶体管500是图2所示的晶体管500的变形例子，图7A是晶体管500的沟道长度方向的截面图，图7B是图7A所示的晶体管500的沟道宽度方向的截面图。
图7A所示的晶体管500与图2A所示的晶体管500的不同之处在于不包括氧化物530c。在形成在导电体542a与导电体542b之间的绝缘体580的开口部的底面及侧面配置绝缘体550，在绝缘体550的形成面配置导电体560。由于图7A所示的结构的晶体管500不包含氧化物530c，所以可以隔着绝缘体550消除氧化物530c与导电体560之间的寄生电容。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式3)
为了增加薄膜二次电池的输出电压可以串联连接二次电池。在实施方式2中示出单元为一个的二次电池的例子，但是在本实施方式中示出制造串联连接多个单元的薄膜二次电池的例子。
图8A示出刚形成第一个二次电池后的俯视图，图8B示出两个二次电池串联连接的俯视图。注意，在图8A及图8B中，对与实施方式2所示的图5A相同的部分使用相同的符号。
图8A示出刚沉积负极集流体205后的状态。与图5A不同之处在于：负极集流体205的顶面形状。图8A所示的负极集流体205与固体电解质层的侧面部分地接触，并与衬底的绝缘表面接触。
如图8B所示，在不与第一个负极活性物质层重叠的负极集流体205的区域上形成第二负极活性物质层。然后，形成第二固体电解质层213，在其上形成第二正极活性物质层及第二正极集流体215。最后形成保护层206。
图8B示出两个固体二次电池排列在平面上并串联连接的结构。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式4)
在本实施方式中，示出本发明的一个方式的蓄电装置的一个例子。
<蓄电装置的一个例子1>
图9示出蓄电装置90的一个例子。图9所示的蓄电装置90包括电池控制电路91及组电池120。在电池控制电路91中优选安装有使用上述OS晶体管的电路。
电池控制电路91包括电路91a及电路91b。
电路91a包括单元平衡电路130、检测电路185、检测电路186、检测电路MSD、检测电路SD、温度传感器TS及逻辑电路182。
此外，电路91b包括晶体管140及晶体管150。作为晶体管140及晶体管150，可以使用各种晶体管。如图9所示，晶体管140及晶体管150各自优选具有寄生二极管。
作为电路91a中的单元平衡电路130、检测电路185、检测电路186、检测电路MSD、检测电路SD、温度传感器TS以及逻辑电路182所包括的晶体管可以使用OS晶体管。
作为电路91b所包括的晶体管140及晶体管150的一个例子，考虑使用其沟道形成区域包含单晶硅的晶体管的例子。在此情况下，例如，可以在硅衬底上形成晶体管140及晶体管150，并在其上用成膜工艺形成OS晶体管，由此可以在同一衬底上形成电路91a及电路91b。由此，例如可以降低成本。此外，可以实现电路的集成化，从而可以缩小电路面积。此外，通过在同一衬底上层叠电路91a及电路91b，可以减少引线的电阻。有时大电流流过晶体管140及晶体管150，所以优选降低布线电阻。
组电池120包括多个电池单元121。在图9中示出包括n个电池单元121的例子。有时将第k电池单元(k为1以上且n以下的整数)表示为电池单元121(k)。组电池120所包括的多个电池单元串联电连接。在此，图9示出组电池120包括串联连接的多个电池单元121的例子，但是组电池120也可以只有一个电池。此外，组电池120也可以包括多个电池，该多个电池并联连接。
这里，作为电池单元例如可以使用后面说明的实施方式所示的二次电池。例如，可以使用包括卷绕的电池元件的二次电池。此外，电池单元优选包括外包装体。例如，可以使用圆筒型外包装体或方型外包装体等。作为外包装体的材料可以使用覆盖绝缘体的金属板或夹在绝缘体之间的金属薄膜等。电池单元例如包括一对正极及负极。此外，电池单元也可以包括与正极电连接的端子以及与负极电连接的端子。此外，有时电池单元具有本发明的一个方式的电池控制电路的一部分的结构。
单元平衡电路130具有控制组电池120所包括的各个电池单元121的充电的功能。检测电路185具有检测组电池120的过充电及过放电的功能。检测电路186具有检测组电池120的放电过电流及放电过电流的功能。
检测电路MSD具有检测微短路的功能。
微短路是指二次电池内部的极小的短路，不是由于二次电池的正极和负极之间发生短路而不能进行充放电的状态，而是在极小的短路部分中短时间短路电流流过的现象。微短路的原因被估计为由于进行充放电多次而在电池内部析出锂或钴等的金属元素，并且该析出物长大来在正极的一部分和负极的一部分局部发生电流的集中，由此产生隔离体的一部分不工作的部分或产生副反应产物。
检测电路SD例如检测使用组电池120工作的电路的短路。此外，检测电路SD例如检测组电池120的充电电流及放电电流。
电池控制电路91包括与组电池120所包括的n个电池单元121的每一个的正极电连接的端子VC1至端子VCN、与第n电池单元121的负极电连接的端子VSSS。
逻辑电路182具有根据来自检测电路185、检测电路186、检测电路SD、检测电路MSD以及温度传感器TS的输出信号控制晶体管140及晶体管150的功能。此外，逻辑电路182也可以对设置在电池控制电路91的外部或内部的充电电路供应信号。此时，例如，根据从逻辑电路182供应给该充电电路的信号控制二次电池的充电。这里，例如充电电路具有控制电池的充电的条件的功能。或者，将控制电池的充电条件的信号供应给其他电路，例如供应给控制本发明的一个方式所包括的单元平衡电路、过充电检测电路、晶体管140、晶体管150、晶体管140及晶体管150的电路等。
晶体管140及晶体管150具有控制对组电池120的充电或放电的功能。作为一个例子，晶体管140通过逻辑电路182所供应的控制信号T1控制导通状态或非导通状态，控制是否使组电池120充电。此外，晶体管150通过逻辑电路182所供应的控制信号T2控制导通状态或非导通状态，控制是否使组电池120放电。此外，在图9所示的例子中，晶体管140的源极及漏极中的一个与端子VSSS电连接。晶体管140的源极及漏极中的另一个与晶体管150的源极及漏极中的一个电连接。晶体管150的源极及漏极中的另一个与端子VM电连接。端子VM例如与充电器的负极电连接。此外，端子VM例如与放电时的负载电连接。
电池控制电路91也可以具有观测组电池120所包括的电池单元121的各端子的电压值(监视电压)以及在组电池中流过的电流值(监视电流)的功能。例如也可以具有观测晶体管140或晶体管150的通态电流作为监视电流的结构。或者，在晶体管140等中串联设置电阻器，也可以观测该电阻器的电流值。
温度传感器TS也可以具有测量电池单元121的温度且根据所测量的温度控制电池单元的充电及放电的功能。例如由于在低温下二次电池的电阻增加，因此有时降低充电电流密度及放电电流密度。此外，由于在高温下降低二次电池的电阻，因此有时提高放电电流密度。此外，在因在高温下充电电流的提高导致二次电池特性的劣化时，例如，控制为劣化得到抑制的充电电流即可。充电条件、放电条件等的数据优选储存在本发明的一个方式的电池控制电路91所包括的存储电路等中。此外，在因充电导致电池控制电路91或组电池120的温度上升时，优选根据所测量的温度控制充电。例如随着温度上升抑制充电电流即可。
单元平衡电路130、检测电路185、检测电路186、检测电路MSD、检测电路SD及温度传感器TS优选包括存储元件。存储元件例如可以保持电池的上限电压、下限电压、对应于过电流的电压、对应于温度的电压等。
作为存储元件，可以使用图10A所示的存储元件114的结构。图10A所示的存储元件114包括电容器161及晶体管162。
作为晶体管162，优选使用OS晶体管。在本发明的一个方式的结构中，通过使用包括OS晶体管的存储元件114，可以利用关闭时源极与漏极间流过的泄漏电流(以下，关态电流)极低的情况在存储元件中保持所希望的电压。
图10B与图10A的不同之处在于存储元件114所包括的晶体管162包括第二栅极。第二栅极有时被称为背栅极或者底栅极。关于OS晶体管所包括的第二栅极，在后面的实施方式中进行详细说明。
接着，说明单元平衡电路130及检测电路185的构成要素。
图11示出对应于一个电池单元121的单元平衡电路130a及检测电路185a。
图9所示的单元平衡电路130包括多个单元平衡电路130a，一个单元平衡电路130a连接于一个电池单元。在多个电池单元121串联连接的结构中，对于每个电池单元121，分别设置单元平衡电路130a及晶体管132，并且串联连接晶体管132，由此可以减少在串联连接的多个该电池单元121充电时发生的电池单元121之间的充电电压不均匀。
图11所示的检测电路185a包括电路185c及电路185d。检测电路185c具有检测过充电的功能，检测电路185d具有检测过放电的功能。
图9所示的检测电路185包括多个检测电路185a，一个检测电路185a连接于一个电池单元。此外，作为图9所示的检测电路，也可以对于多个电池单元121串联连接的结构设置一个检测电路185a。
在图11中，晶体管132及电阻器131串联连接，晶体管132的源极及漏极中的一个与电池单元121的负极电连接，另一个与电阻器的一个电极电连接。电阻器的另一个电极与二次电池的正极电连接。
这里，晶体管132的源极及漏极中的一个、另一个及电阻器131的另一个电极也可以分别与电池单元121的正极、电阻器131的一个电极及电池单元121的负极电连接。
在图11中，单元平衡电路130a、电路185c及电路185d各自包括比较器113及存储元件114。存储元件114包括电容器161及晶体管162。单元平衡电路130a、电路185c及电路185d各自所包括的比较器113的非反相输入端子及反相输入端子中的一个与存储元件114电连接。每个存储元件114所包括的晶体管162的源极及漏极中的一个与公共端子，在此即端子VT电连接。此外，每个存储元件114所包括的晶体管162的栅极与端子(在单元平衡电路a130中相当于端子SH6，在电路185c中相当于端子SH1，并且在电路185d中相当于端子SH2)电连接。
在图11中，单元平衡电路130a与电池单元121的正极及负极电连接。电池单元121的正极与端子VC1电连接，负极与端子VC2电连接。在单元平衡电路130a中，存储元件114所包括的晶体管162的源极及漏极中的另一个与比较器113的反相输入端子电连接。此外，在单元平衡电路130a中，比较器113的非反相输入端子优选与端子VC1电连接。或者，如图11所示，也可以对比较器113的非反相输入端子供应在端子VC1与端子VC2之间进行了电阻分割的电压。在单元平衡电路130a中，将与存储元件114所包括的晶体管162的源极及漏极中的另一个连接的节点称为节点N6。
在图11中，检测电路185a与电池单元121的正极及负极电连接。在电路185c中，晶体管162的源极及漏极中的另一个与比较器的反相输入端子电连接。此外，在电路185c中，优选的是，比较器113的非反相输入端子与端子VC1电连接。或者，如图11所示，也可以对比较器113的非反相输入端子供应在端子VC1与端子VC2之间进行了电阻分割的电压。在电路185c中，与晶体管162的源极及漏极中的另一个连接的节点被称为节点N1。
在电路185d中，晶体管162的源极及漏极中的另一个与比较器的非反相输入端子电连接。此外，在电路185d中，优选的是，比较器113的反相输入端子与端子VC1电连接。或者，如图11所示，也可以对比较器113的反相输入端子供应在端子VC1与端子VC2之间进行电阻分割的电压。在电路185d中，与晶体管162的源极及漏极中的另一个连接的节点被称为节点N2。
在单元平衡电路130a及检测电路185a中，与各个电路所包括的电容器161的另一个电极连接的节点(这里，节点N6、节点N1及节点N2)通过使晶体管162成为关闭状态来保持。
端子VT依次对单元平衡电路130a、电路185c及电路185d供应模拟信号。依次对节点N6、节点N1及节点N2供应模拟信号并保持该模拟信号。在节点N6、节点N1及节点N2中，在对第一节点供应模拟信号之后，通过使与节点连接的晶体管162成为关闭状态，保持第一节点的电位。然后，对第二节点供应电位并保持该电位，然后，供应第三节点的电位并保持该电位。晶体管162的开启与关闭的控制由供应给端子SH1、端子SH2及端子SH6的信号控制。
通过对于组电池120所包括的电池单元121之一分别设置图11所示的单元平衡电路130a及检测电路185a，可以分别控制多个电池单元121的每一个的两端的电压差(正极与负极的电压差)。此外，单元平衡电路130a能够在存储元件114中保持适当值作为每个电池单元121的正极的第一上限电压。
单元平衡电路130a根据电池单元121的正极的电压与比较器113的非反相输入端子的电压的关系进行控制以使晶体管132成为开启状态或关闭状态。通过进行晶体管132的控制，可以调整在电阻器131中流过的电流量与在电池单元121中流过的电流量的比例。例如，在停止电池单元121的充电时，使电流流过电阻器131，以对在电池单元121中流过的电流加以限制。
在图9中，多个电池单元121在端子VC1与端子VSSS之间串联电连接。通过在端子VC1与端子VSSS之间流过电流，可以进行多个电池单元121的充电。
考虑在多个电池单元121之一的电池单元121中，正极到达规定的电压之后，对电流加以限制的情况。在这种情况下，通过在与该电池单元并联连接的晶体管132及电阻器131中流过电流，在端子VC1与端子VSSS之间的电流的路径不被遮断的情况下，可以继续进行正极未到达规定的电压的其他电池单元121的充电。就是说，在充电结束的电池单元121中，通过使晶体管132成为开启状态停止充电，在充电未结束的电池单元121中，在使晶体管132处于关闭状态下继续进行充电。
在例如每个电池单元121具有电阻的偏差时，有时电阻低的某个电池单元121的充电首先结束，与某个电池单元121相比电阻高的电池单元121的充电不充分。这里，充电不充分例如是指正极与负极的电压差低于所希望的电压。通过使用单元平衡电路130，可以对充电时的电池单元121的正极的电压以每个电池单元的负极的电压为基准进行控制。
在本发明的一个方式的单元平衡电路中，在不使用设置在电池控制电路91的外部的电路，例如MPU或MCU等的运算电路的情况下，可以控制一个电池单元或者多个电池单元的充电电压或者充电容量等。
换言之，通过使用N个单元平衡电路130a，可以减少多个电池单元121的充电后的状态，例如满充电时的偏差。因此，有时组电池120整体的容量得到提高。此外，通过提高容量，有时可以减少电池单元121的充放电循环次数，因此可以提高组电池120的耐久性。
电路185c可以将每个电池单元121的充电时的正极的第二上限电压保持在存储元件114中。该第二上限电压有时被称为过充电电压。电路185d可以将放电时的正极的下限电压保持在存储元件114中。该下限电压有时被称为过放电电压。
注意，构成检测电路185的比较器也可以是在输出从L电平变为H电平时及从H电平变为L电平时的阈值不同的，即滞环比较器。与滞环比较器的参照电位的输入部连接的存储元件优选具有保持两个阈值的功能。
在检测电路185中，可以在不使用设置在电池控制电路91的外部的电路，例如MPU或MCU等的运算电路的情况下，检测一个电池单元或者多个电池单元的过充电及过放电，进行电池单元的保护。在检测因过放电导致的电压的降低时，本发明的一个方式的控制电路遮断放电电流，防止电压的降低。在放电电流的遮断不充分时，有时发生泄漏电流，发生电压的降低。通过采用使用电源门控的电路结构，有时泄漏电流得到抑制。此外，通过采用使用OS晶体管的电路结构，有时泄漏电流得到抑制。
电池单元的上限电压在与该电池单元连接的单元平衡电路及检测过充电的电路中分别被控制。单元平衡电路所检测的上限电压例如低于检测过充电的电路所检测的上限电压。因此，在进行充电的过程中，通过在第一步骤中单元平衡电路检测电池单元的上限电压的到达，改变充电条件。这里，例如，降低充电的电流密度。或者，也可以开始放电。然后，随着电池单元的充电电压上升，检测过充电的电路检测上限电压的到达时，在第二步骤中改变电池单元的充电条件。这里，例如，停止充电，开始放电。
<蓄电装置的其他构成要素>
以下，对本发明的一个方式的蓄电装置所包括的其他构成要素的一个例子进行说明。
此外，电池控制电路91包括端子群AH。端子群AH包括一个端子或多个端子。
如图12所示，端子群AH与逻辑电路182连接。端子群AH优选具有对逻辑电路182供应信号的功能以及将来自逻辑电路182的信号供应给设置在电池控制电路91的外部的电路的功能。
图12A示出逻辑电路182的一个例子。图12A所示的逻辑电路182包括接口电路IF、计数电路CND、锁存电路LTC以及晶体管172。作为晶体管172优选使用OS晶体管。此外，图12A所示的结构既可全部由本发明的一个方式的电池控制电路所包括的OS晶体管构成又可部分由本发明的一个方式的电池控制电路所包括的OS晶体管构成。在图12A所示的结构部分由本发明的一个方式的电池控制电路所包括的OS晶体管构成的情况下，其他部分例如由包含单晶硅的晶体管等构成。
对接口电路IF供应来自检测电路185的输出端子OUT11及输出端子OUT12的信号、来自检测电路186的输出端子OUT31及输出端子OUT32的信号以及来自检测电路SD的输出端子OUT41的信号。输出端子OUT11例如供应对应于过充电的信号。输出端子OUT12例如供应对应于过放电的信号。输出端子OUT31例如供应对应于充电时的过电流的信号。输出端子OUT32例如供应对应于放电时的过电流的信号。
在接口电路IF检测检测异常的信号，例如至少对应于过充电、过放电和过电流中的任一个的信号时，将信号PG供应给晶体管172的栅极。
晶体管172与计数电路CND连接。
计数电路CND在信号PG为使晶体管172成为开启状态的信号，更具体而言例如输出高电位信号时，使计算器及延迟电路工作。另一方面，在信号PG为使晶体管172成为关闭状态的信号，更具体而言例如输出低电位信号时，可以停止计数电路CND的工作或待机计数电路CND。从接口电路IF对计数电路CND及锁存电路LTC供应信号res。信号res为复位信号。对计数电路CND供应信号res，开始计数。信号en为使能信号。计数电路CND通过信号en开始或停止工作。
在对接口电路IF供应检测异常的信号时，在计数电路CND中在一定期间进行计算之后，对应于所检测的异常的信号通过计数电路CND供应给锁存电路LTC。
锁存电路LTC根据检测的异常对晶体管140或晶体管150的栅极供应使晶体管成为关闭状态的信号。
图13A示出检测电路186的电路图的一个例子。检测电路186包括两个比较器113。
一个比较器113的非反相输入端子与保持对应于放电过电流检测的电压的存储元件114电连接。存储元件114所包括的晶体管的栅极与端子SH3电连接。此外，反相输入端子与端子SENS电连接。通过对反相输入端子供应的电压检测过电流，来自输出端子OUT32的输出反相。
另一个比较器113的非反相输入端子与端子SENS电连接。此外，反相输入端子与保持对应于充电过电流检测的电压的存储元件114电连接。存储元件114所包括的晶体管的栅极与端子SH4电连接。通过对非反相输入端子供应的电压检测过电流，来自输出端子OUT31的输出反相。
温度传感器TS具有测量组电池120或者包括组电池120的蓄电装置90的温度的功能。图13B是示出温度传感器TS的一个例子的电路图。注意，图13B所示的电路图有时示出温度传感器TS的一部分的电路。
在图13B中，温度传感器TS包括三个比较器113，对每个比较器的反相输入端子供应对应于不同的温度的电压VT(VT＝Tm1、Tm2、Tm3)。所供应的每个电压VT保持在反相输入端子电连接的存储元件114中。电压Tm1、Tm2、Tm3例如可以从电池控制电路91供应。
对输入端子Vt供应对应于所测量的温度的电压。输入端子Vt被供应到三个比较器113的每个非反相输入端子。
对应于对输入端子Vt供应的电压及每个比较器113的反相输入端子的电压的比较结果，从每个比较器的输出端子(输出端子OUT51、输出端子OUT52、输出端子OUT53)输出信号，由此可以判定温度。
OS晶体管具有在温度上升时电阻值变小的性质。可以通过利用该性质将环境温度转换为电压。例如，可以将该电压供应给输入端子Vt。
逻辑电路182也可以具有检测温度传感器TS的输出，在超过组电池120的能够工作的温度范围时，晶体管140及(或)晶体管150成为非导通，停止充电及(或)放电的结构。
<电池单元>
作为电池单元121，可以使用上述实施方式所示的二次电池200。
<晶体管>
在本发明的一个方式的结构中，可以通过使用包括OS晶体管的存储元件，利用关闭时源极与漏极间流过的泄漏电流(以下，关态电流)极低的特征，将参照电压保持在存储元件中。此时，由于可以使存储元件的电源成为关闭状态，通过使用包括OS晶体管的存储元件，可以以极低的功耗保持参照电压。
此外，包括OS晶体管的存储元件可以保持模拟电位。例如，可以将二次电池的电压不经使用模拟数字转换电路换转为数字值而保持在存储元件中。不需要转换电路，可以缩小电路面积。
并且，使用OS晶体管的存储元件由于通过使电荷充电或放电能够改写及读出参照电压，所以在实质上能够取得及读出没有限制的监视电压。与磁存储器或阻变式存储器等不同，使用OS晶体管的存储元件没有原子级的结构变化，因此具有优良的改写耐性。此外，与闪存不同，使用OS晶体管的存储元件即使在反复被进行改写工作也观察不到电子俘获中心的增加所导致的不稳定。
OS晶体管的关态电流极低且具有即使在高温环境下也其开关特性良好的特性。因此，即使在高温环境下也没有误动作地控制对组电池120的充电或放电。
此外，使用OS晶体管的存储元件可以层叠在使用Si晶体管的电路上等而能够自由地配置，因此可以容易进行集成化。此外，通过使用与Si晶体管相同的制造装置可以制造OS晶体管，由此能够以低成本制造。
此外，作为OS晶体管可以采用除了栅电极、源电极及漏电极之外还包括背栅电极的4端子的半导体元件。由根据供应给栅电极或背栅电极的电压可以独立地控制源极与漏极之间的信号的输入输出的电路网络构成。因此，可以与LSI同样地进行电路设计。再者，OS晶体管具有在高温环境下比Si晶体管优越的电特性。具体而言，即使在100℃以上且200℃以下，优选在125℃以上且150℃以下等高温下也因为通态电流与关态电流的比大，所以可以进行良好的开关工作。
作为晶体管162优选使用OS晶体管。此外，作为晶体管132也可以使用OS晶体管。
此外，也可以使用OS晶体管构成比较器。
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
(实施方式5)
在本实施方式中，对本发明的一个方式的电池控制电路所包括的检测电路的一个例子进行说明。根据本发明的一个方式的半导体装置具有如下功能：在充放电中的二次电池中按规定时间对二次电池的正极负极间电位进行采样(取得)，进行了采样的电位及进行了采样后的正极负极间电位进行比较，检测微短路的瞬时的电位变动(这里，电位降低)。通过反复进行按规定时间的采样，对应于充放电中的二次电池的电位变动，该半导体装置可以使用二次电池的正极负极间电位进行工作。
注意，在本实施方式中，在充电中的二次电池中，参照时序图等对二次电池及半导体装置的电位变动进行说明。关于放电中的电位变动，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解，因此省略其说明。
<检测电路的一个例子>
图14A是示出检测电路MSD的结构例子的电路图。检测电路MSD包括晶体管11至晶体管15、电容器C11及比较器50。注意，在本说明书等中说明的附图中，以箭头或线示出主要的信号的流动，有时省略电源线等。作为检测电路MSD所包括的比较器50，也可以使用滞环比较器。注意，检测电路MSD也可以在与串联连接的多个电池单元中进行检测，也可以在电池单元的每一个中进行检测。
此外，图14A所示的检测电路MSD包括端子VC1、被供应规定电位VB1的布线VB1_IN、被供应规定电位VB2的布线VB2_IN、被供应采样信号的布线SH_IN以及输出端子S_OUT。
这里，规定电位VB1比规定电位VB2高，规定电位VB2比端子VSSS的电位高。
图14B与图14A的不同之处在于检测电路MSD所包括的晶体管11至晶体管15包括第二栅极。
图14C与图14B的不同之处在于包括端子VSSS、与布线VB1_IN连接的存储元件114以及与布线VB2_IN连接的存储元件114。此外，在图14C中，晶体管11的源极及漏极中的一个、晶体管13的源极及漏极中的一个、电容器C11的一个电极与端子VSSS电连接。由于电位VB1及电位VB2通过存储元件114分别供应给布线VB1_IN及布线VB2_IN，所以可以通过存储元件114保持所供应的电位。因此，可以使供应电位VB1及电位VB2的电压生成电路的电源关闭或成为待机状态。
晶体管11至晶体管15为n沟道型晶体管。在本说明书等中示出将检测电路MSD使用n沟道型晶体管构成的例子，但是也可以为p沟道型晶体管。关于在使用n沟道型晶体管构成的电路图中将晶体管改变为p沟道型晶体管，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解，因此省略其说明。
在检测电路MSD中，晶体管11的源极及漏极中的一个与端子VSSS电连接，晶体管11的源极及漏极中的另一个与晶体管12的源极及漏极中的一个及晶体管15的源极及漏极中的一个电连接，晶体管11的栅极与布线VB1_IN电连接，晶体管12的源极及漏极中的另一个及晶体管12的栅极与端子VC1电连接。
晶体管13的源极及漏极中的一个与端子VSSS电连接，晶体管13的源极及漏极中的另一个与晶体管14的源极及漏极中的一个及比较器50的反相输入端子电连接，晶体管13的栅极与布线VB2_IN电连接，晶体管14的源极及漏极中的另一个及晶体管14的栅极与端子VC1电连接。
晶体管15的源极及漏极中的另一个与电容器C11的另一个端子及比较器50的非反相输入端子电连接，晶体管15的栅极与布线SH_IN电连接，电容器C11的一个端子与端子VSSS电连接，比较器50的输出端子与输出端子S_OUT电连接。注意，电容器C11的一个端子即使为被供应规定电位的布线就可以与端子VSSS以外的布线电连接。
这里，将晶体管11的源极及漏极中的另一个、晶体管12的源极及漏极中的一个以及晶体管15的源极及漏极中的一个电连接的连接部称为节点N11，将晶体管13的源极及漏极中的另一个、晶体管14的源极及漏极中的一个以及比较器50的反相输入端子电连接的连接部称为节点N12，将晶体管15的源极及漏极中的另一个、电容器C11的另一个端子以及比较器50的非反相输入端子电连接的连接部称为节点N13。
晶体管11及晶体管12构成第一源极跟随，晶体管13及晶体管14构成第二源极跟随。就是说，晶体管11的栅极相当于第一源极跟随的输入，第一源极跟随对节点N11输出信号。晶体管13的栅极相当于第二源极跟随的输入，第二源极跟随对节点N12输出信号。
参照图14C所示的电路说明检测电路MSD的工作的一个例子。
在组电池中充电开始时，供应给布线SH_IN的采样信号按规定时间成为高电平。作为电位VB1供应比电位VB2高的电位。随着充电，节点N11的电位及节点N12的电位上升。
在由于微短路的发生正极电位瞬时降低时，节点N11及节点N12的电位瞬时降低。另一方面，在供应给布线SH_IN的采样信号为低电平时，节点N13的电位不受到节点N11的电位的影响，节点N12的电位比节点N13的电位低。然后，比较器50的输出反相，由此检测出微短路。
为了提高微短路的检测精度，通过模拟数字转换电路将二次电池的电压转换为数字数据，使用处理器单元等根据该数字数据进行运算，对充电的波形或放电的波形进行分析，由此可以进行微短路的检测或预测。例如，在充电的波形或放电的波形中，使用各时间步骤的电压误差的位移进行微短路的检测或预测。电压误差的位移通过算出电压误差算出与上一个步骤的差异来算出。
为了提高微短路的检测精度，也可以使用神经网络。
神经网络是一种方法，是在神经网络部(例如，包括CPU(Central ProcessorUnit：中央处理单元)、GPU(Graphics Processing Unit：图形处理器)、APU(AcceleratedProcessing Unit：加速处理单元)、存储器等)中进行的神经网络处理。注意，APU是指将CPU与GPU统合为一个的芯片。
安装在器件中的二次电池由于关于放电依赖于使用者的使用方法所以无规则，而关于充电充电条件是固定的，因此比放电相比容易预测充电曲线。通过一定程度的较多的充电曲线为学习用数据，可以使用神经网络预测正确的值。在取得充电曲线时，可以利用神经网络取得SOC(State of charge)等。神经网络的运算例如可以使用微处理器等。
具体而言，使用机械学习或人工智能对所得到的各种数据进行评价及学习，对所预测的二次电池的劣化程度进行分析，在有异常时，停止对二次电池的充电或者调整恒流充电的电流密度。
例如，在电动汽车中，可以在行驶中取得学习数据，可以掌握二次电池的劣化状态。注意，在二次电池的劣化状态的预测中使用神经网络。神经网络可以由包括多个隐藏层的神经网络，即，深度神经网络构成。注意，有时将使用深度神经网络的学习称为深度学习。
机械学习首先从学习数据抽出特征值。抽出随着时间变化的相对变化量作为特征值，根据所抽出的特征值使神经网络学习。学习单元可以按时间间隔根据彼此不同的学习类型使神经网络学习。根据基于学习数据的学习结果可以更新应用于神经网络的结合权重。
作为使用神经网络进行的二次电池的充电状态推定方法，可以使用回归模型，例如使用卡尔曼滤波等进行计算处理。
卡尔曼滤波是无限脉冲响应滤波之一种。此外，多元回归分析是多变量分析之一种，其中回归分析的独立变量为多个。作为多元回归分析，有最小二乘法等。回归分析需要较多的观察值的时间序列，而卡尔曼滤波具有只要积蓄一定程度的数据就可以逐步得到最适合的校正系数的优点。此外，也可以将卡尔曼滤波应用于非平稳时间序列。
作为推测二次电池的内部电阻及充电率(SOC)的方法，可以利用非线性卡尔曼滤波(具体而言，无损卡尔曼滤波(也称为UKF))。此外，也可以使用扩展卡尔曼滤波(也称为EKF)。SOC示出充电状态(也称为充电率)的指标，满充电时为100％，完全放电时为0％。
每n(n为整数，例如50)循环收集通过最优化算法得到的初期参数，将这些数据群用于监督数据进行神经网络处理，由此可以进行高精度的SOC的推测。
学习系统包括监督数据生成装置及学习装置。监督数据生成装置生成学习装置学习时利用的监督数据。监督数据包括处理对象数据与识别对象同一的数据及对应于该数据的标签的评价。监督数据生成装置包括输入数据取得部、评价取得部、监督数据生成部。输入数据取得部也可以从储存在存储装置中的数据取得，也可以通过因特网取得学习的输入数据，输入数据是指用于学习的数据，包括二次电池的电流值或电压值。此外，作为监督数据，也可以不是实测的数据，通过根据条件设定初期参数具有多样性，生成近于实测的数据，将这些的规定特性数据库用于监督数据进行神经网络处理，由此可以推测充电率(SOC)。根据某一个电池的充放电特性生成近于实测的数据，通过将这些的固定特性数据库用于监督数据进行神经网络处理，可以高效地进行相同种类的电池的SOC推测。
在二次电池的劣化进展的情况下，在初期参数的FCC大大变化时有产生SOC的误差的担忧，因此可以更新用来推测SOC的运算的初期参数。更新的初期参数使用预先实测的充放电特性的数据通过最优化算法算出。通过使用更新的初期参数的回归模型，例如卡尔曼滤波进行计算处理，即使劣化后也可以进行高精度的SOC的推测。在本说明书中，将通过使用卡尔曼滤波进行计算处理也称为卡尔曼滤波处理。
更新初期参数的时机为任意，但是为了以高精度进行SOC的推测，更新频率越多越好，优选定期连续进行更新。注意，在二次电池的温度高的状态下，在SOC较高时有时劣化进展。在此情况下，进行二次电池的放电，通过降低SOC，优选抑制二次电池的劣化。
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
(实施方式6)
本实施方式示出比较器的结构例子。
图15A示出上述实施方式中说明的比较器50的结构的一个例子。比较器50包括晶体管21至晶体管25。比较器50包括被供应二次电池的负极电位的布线VBM_IN、被供应二次电池的正极电位VBP的布线VBP_IN、被供应规定电位VB3的布线VB3_IN、输入端子CP1_IN、输入端子CM1_IN、输出端子CP1_OUT以及输出端子CM1_OUT。
在将图15A的比较器50应用于单元平衡电路130及检测电路185时，例如，对布线VBP_IN从端子VC1供应电位，对布线VBM_IN从端子VC2供应电位。
这里，规定电位VB3比负极电位VBM高，在比较器50中，正极电位VBP为高电源电位，负极电位VBM为低电源电位。
在比较器50中，晶体管21的源极及漏极中的一个与布线VBM_IN电连接，晶体管21的源极及漏极中的另一个与晶体管22的源极及漏极中的一个及晶体管24的源极及漏极中的一个电连接，晶体管21的栅极与布线VB3_IN电连接。
晶体管22的源极及漏极中的另一个与晶体管23的源极及漏极中的一个及输出端子CM1_OUT电连接，晶体管23的源极及漏极中的另一个及晶体管23的栅极与布线VBP_IN电连接，晶体管22的栅极与输入端子CP1_IN电连接。
晶体管24的源极及漏极中的另一个与晶体管25的源极及漏极中的一个及输出端子CP1_OUT电连接，晶体管25的源极及漏极中的另一个及晶体管25的栅极与布线VBP_IN电连接，晶体管24的栅极与输入端子CM1_IN电连接。
也可以使图15A所示的多个电路并联连接且将其用作比较器50。换言之，也可以将图15A所示的比较器的输出输入到下一级比较器50，连接多个比较器而使用。
注意，如图15B所示，图15A所示的电路所包括的晶体管也可以包括背栅极。可以使用保持电路99向背栅极供应电压并保持该电压。在保持电路99中，晶体管99a的源极和漏极中的一个与端子SH_99电连接，其中另一个与晶体管22的背栅极、晶体管24的背栅极及电容器99b的一个电极电连接。
在保持电路99中，向端子SH_99供应施加到背栅极的电压，使晶体管99a处于开启状态，向晶体管22及晶体管24的背栅极供应电压，然后使晶体管99a处于关闭状态，由此可以保持背栅极的电压。在作为晶体管99a使用OS晶体管的情况下，在关闭时流在源极与漏极间的泄漏电流(以下，关态电流)极低，所以可以将所希望的电压保持在晶体管22及晶体管24的背栅极中。
供应到端子SH_99的电压例如从二次电池99f供应到转换电路99e，在经过转换电路99e之后供应到升压电路99c，在升压电路99c中进行升压，然后供应到端子SH_99。升压电路99c被供应来自时钟生成电路99d的信号。转换电路99e、升压电路99c、时钟生成电路99d可以使用OS晶体管构成。
在本发明的一个方式的蓄电装置中，也可以在衬底上设置两个以上的二次电池。例如，也可以与用来从蓄电装置向下述电子设备等共享电力的二次电池(在此称为第一二次电池)另行设置二次电池99f。在此情况下，二次电池99f的容量也可以小于第一二次电池的容量，例如为0.1倍以下或0.01倍以下。
图12B示出被供应来自升压电路99c及时钟生成电路99d的信号的时钟缓冲器电路99g的结构的一个例子。
(时钟缓冲器电路)
时钟缓冲器电路99g包括反相器70至75、端子a1至a3。时钟缓冲器电路99g具有从信号CLK_cp生成信号CK1_cp、CKB1_cp的功能。端子a1是信号CLK_cp的输入端子，端子a2、a3是信号CK1_cp、CKB1_cp的输出端子。信号CLK_cp是时钟信号。本发明的一个方式的蓄电装置也可以具有对基准时钟信号进行分频来生成信号CLK_cp的功能。信号CK1_cp与信号CKB1_cp为处于互补关系的时钟信号。
(升压电路)
升压电路99c为降压型电荷泵，具有对电位GND进行降压来生成电位Vcp1的功能。注意，输入电位不局限于电位GND。升压电路99c包括晶体管MN61至MN65、电容器C61至C65。升压电路99c的级数为5，但是级数不局限于此。
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
(实施方式7)
在本实施方式中，参照图16及图17A至图17C说明使用本发明的一个方式的蓄电装置的电子设备的例子。因为本发明的一个方式的蓄电装置可以在同一衬底上设置二次电池和电池控制电路，所以可以实现电子设备的小型化，并且可以提高二次电池的安全性。另外，由于本发明的一个方式的蓄电装置可以设置在衬底上，所以具有薄的特征。
图16是使用本发明的一个方式的蓄电装置的应用设备的一个例子的IC卡。可以将通过由电波3005的供电得到的电力储存在蓄电装置所包括的薄膜型二次电池3001中。IC卡3000内部配置有天线、IC3004及薄膜型二次电池3001。在IC卡3000上显示佩戴管理徽章的工作人员的ID3002及照片3003。可以使用储存在薄膜型二次电池3001中的电力从天线发送识别信号等信号。
本发明的一个方式的蓄电装置也可以包括显示装置以显示ID3002及照片3003。显示装置例如包括显示部和向显示部供应图像信号的驱动电路。该驱动电路例如可以具有使用多个上述实施方式所示的OS晶体管的结构。在本发明的一个方式的蓄电装置中，可以将二次电池和OS晶体管设置在同一衬底上。因此，通过使用OS晶体管设置该驱动电路，可以在同一衬底上设置二次电池和驱动电路或驱动电路的至少一部分。因此，可以实现IC卡的薄膜化、轻量化、耐久性的提高等。
作为显示装置，例如也可以设置有源矩阵显示装置。作为有源矩阵显示装置有反射型液晶显示装置、有机EL显示装置或电子纸等。可以在有源矩阵显示装置上显示映像(动态图像或静态图像)或时间。可以从薄膜型二次电池3001供给有源矩阵显示装置的电力。
因为将塑料衬底用于IC卡，所以使用柔性衬底的有机EL显示装置是优选的。
另外，也可以设置太阳能电池代替照片3003。可以通过户外光的照射吸收光，产生电力，将该电力储存在薄膜型二次电池3001中。
另外，薄膜型二次电池不局限于用于IC卡，也可以用于车载无线传感器的电源、MEMS器件用二次电池等。
图17A示出可穿戴设备的例子。可穿戴设备作为电源使用二次电池。另外，为了提高使用者在生活中或户外使用时的防溅性能、防水性能或防尘性能，使用者不仅希望可穿戴设备能够进行用于连接的连接器部分露出的有线充电，还希望能够进行无线充电。
例如，可以将本发明的一个方式的蓄电装置安装于图17A所示的眼镜型设备400上。眼镜型设备400包括镜框400a和显示部400b。通过在具有弯曲的镜框400a的镜腿部安装包括二次电池的蓄电装置，可以实现轻量且重量平衡性好的连续使用时间长的眼镜型设备400。通过包括本发明的一个方式的二次电池，可以实现能够应对外壳的小型化所引起的空间节省化的结构。
另外，可以将本发明的一个方式的二次电池安装在耳麦型设备401上。耳麦型设备401至少包括麦克风部401a、柔性管401b和耳机部401c。可以在柔性管401b内、耳机部401c内设置二次电池。通过包括本发明的一个方式的二次电池，可以实现能够应对外壳的小型化所引起的空间节省化的结构。
另外，可以将本发明的一个方式的二次电池安装在能直接安在身上的设备402上。另外，可以将包括二次电池的蓄电装置402b设置在设备402的薄型外壳402a中。通过包括本发明的一个方式的二次电池，可以实现能够应对外壳的小型化所引起的空间节省化的结构。
另外，可以将本发明的一个方式的蓄电装置安装在能够安到衣服上的设备403上。可以将安装有二次电池的蓄电装置403b设置在设备403的薄型外壳403a中。通过包括本发明的一个方式的二次电池，可以实现能够应对外壳的小型化所引起的空间节省化的结构。
另外，可以将本发明的一个方式的蓄电装置安装在腰带型设备406上。腰带型设备406包括腰带部406a及无线供电受电部406b，可以将包括二次电池的蓄电装置安装在腰带部406a的内部。通过包括本发明的一个方式的蓄电装置，可以实现能够应对外壳的小型化所引起的空间节省化的结构。
另外，可以将本发明的一个方式的蓄电装置安装在手表型设备405上。手表型设备405包括显示部405a及表带部405b，可以将蓄电装置设置在显示部405a或表带部405b上。通过包括本发明的一个方式的蓄电装置，可以实现能够应对外壳的小型化所引起的空间节省化的结构。
显示部405a除了能够显示时间之外还能够显示电子邮件或电话来电等各种信息。
另外，由于手表型设备405为直接缠在手腕上可穿戴设备，所以也可以安装有测量使用者的脉搏、血压等的传感器。可以储存与使用者的运动量及健康有关的数据，该数据可以有助于管理健康。
图17B示出从手腕上取下的手表型设备405的立体图。
另外，图17C示出侧面图。图17C示出内部内置有包括二次电池的蓄电装置913的情况。蓄电装置913设置在与显示部405a重叠的位置上，小型且轻量。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
(实施方式8)
在本实施方式中，参照图18A、图18B及图19A至图19D说明使用本发明的一个方式的蓄电装置的电子设备。因为本发明的一个方式的蓄电装置可以在同一衬底上设置二次电池和电池控制电路，所以可以实现电子设备的小型化，并且可以提高二次电池的安全性。另外，由于本发明的一个方式的蓄电装置可以设置在衬底上，所以具有薄的特征。
图18A示出手表型便携式信息终端(也称为智能手表(注册商标))700的立体图。便携式信息终端700包括外壳701、显示面板702、表带扣703、表带705A、705B、操作按钮711、712。
作为显示面板，例如也可以设置有源矩阵显示装置。作为有源矩阵显示装置有反射型液晶显示装置、有机EL显示装置或电子纸等。可以在有源矩阵显示装置上显示映像(动态图像或静态图像)或时间。可以从薄膜型二次电池供给有源矩阵显示装置的电力。此外，也可以使用包括柔性衬底的有机EL显示装置。
上述显示装置包括显示面板和向显示面板供应图像信号的驱动电路。该驱动电路例如可以具有使用多个上述实施方式所示的OS晶体管的结构。在本发明的一个方式的蓄电装置中，可以将二次电池和OS晶体管设置在同一衬底上。因此，通过使用OS晶体管设置该驱动电路，可以在同一衬底上设置二次电池和驱动电路或驱动电路的至少一部分。因此，可以实现本发明的一个方式的便携式信息终端的小型化、轻量化、耐久性的提高等。
安装在兼作框架(bezel)部分的外壳701中的显示面板702具有矩形的显示区域。此外，该显示区域具有曲面。显示面板702优选具有柔性。此外，显示区域也可以是非矩形。
表带705A及表带705B与外壳701连接。表带扣703与表带705A连接。表带705A与外壳701例如以其连接部能够通过针转动的方式连接。表带705B与外壳701、以及表带705A与表带扣703的连接也是同样的。
图18B示出表带705A的立体图。表带705A包括蓄电装置。作为蓄电装置，例如可以使用在上述实施方式中说明的蓄电装置。蓄电装置埋入在表带705A的内部，蓄电装置所包括的二次电池的正极引线751的一部分及负极引线752的一部分从表带705A突出(参照图18B)。正极引线751及负极引线752与显示面板702电连接。此外，上述针也可以具有电极的功能。具体而言，正极引线751与显示面板702、以及负极引线752与显示面板702分别通过连接表带705A与外壳701的针而电连接。通过采用上述结构，可以使表带705A及外壳701的连接部的结构简化。
蓄电装置具有柔性。因此，表带705A可以与蓄电装置一体形成。例如，在与表带705A的外形对应的模具中安装蓄电装置，将表带705A的材料浇注到该模具，使该材料固化来形成图18B所示的表带705A。
当作为表带705A的材料使用橡胶材料时，通过加热处理使橡胶固化。例如当使用氟橡胶作为橡胶材料时，通过在170℃下进行10分钟的加热处理进行固化。此外，当使用硅酮橡胶作为橡胶材料时，通过在150℃下进行10分钟的加热处理进行固化。
作为用于表带705A的材料，可以举出氟橡胶、硅酮橡胶、氟硅酮橡胶、聚氨酯橡胶。
图18A所示的便携式信息终端700可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：在显示区域上显示多种信息(静态图像、运动图像、文字图像等)的功能；触摸面板功能：显示日历、日期或时间等的功能：以多种软件(程序)控制处理的功能：无线通信功能：使用无线通信功能与多种计算机网络连接的功能：使用无线通信功能发送并接收多种数据的功能：以及读取在存储介质内储存的程序或数据并且将该程序或数据显示于显示区域上的功能等。
外壳701的内部可具有扬声器、传感器(包括测量如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线)、麦克风等。此外，便携式信息终端700可以通过将发光元件用于显示面板702来制造。
在图18A中示出蓄电装置内置在表带705A中的例子，但是蓄电装置也可以内置在表带705B中。作为表带705B，可以使用与表带705A相同的材料。
图19A示出扫地机器人的一个例子。扫地机器人6300包括配置在外壳6301表面的显示部6302、配置在侧面的多个照相机6303、刷子6304、操作按钮6305及各种传感器等。虽然没有图示，扫地机器人6300还有轮子、吸口等。扫地机器人6300可以自动行走，检测垃圾6310，可以从设置在下面的吸口吸入垃圾。
例如，扫地机器人6300可以通过分析照相机6303拍摄的图像来判断是否有墙壁、家具或台阶等障碍物。另外，当通过图像分析发现电线等可能会与刷子6304缠在一起的物体时，可以停止刷子6304的转动。扫地机器人6300在其内部包括根据本发明的一个方式的蓄电装置及半导体装置或电子构件。通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于扫地机器人6300，可以使扫地机器人6300成为驱动时间长且可靠性高的电子设备。
图19B示出机器人的一个例子。图19B所示的机器人6400包括蓄电装置6409、照度传感器6401、麦克风6402、上部照相机6403、扬声器6404、显示部6405、下部照相机6406、障碍物传感器6407、移动机构6408、运算装置等。
麦克风6402具有感测使用者的声音及周围的声音等的功能。另外，扬声器6404具有发出声音的功能。机器人6400可以通过麦克风6402及扬声器6404与使用者交流。
显示部6405具有显示各种信息的功能。机器人6400可以将使用者所需的信息显示在显示部6405上。显示部6405也可以安装有触摸面板。另外，显示部6405可以是可拆卸的信息终端，通过将其设置在机器人6400的固定位置上，可以进行充电及数据的收发。
上部照相机6403及下部照相机6406具有对机器人6400的周围环境进行拍摄的功能。另外，障碍物传感器6407可以利用移动机构6408检测机器人6400前进时的前进方向是否存在障碍物。机器人6400可以利用上部照相机6403、下部照相机6406及障碍物传感器6407确认周围环境而安全地移动。
机器人6400在其内部包括根据本发明的一个方式的蓄电装置6409及电子构件。通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于机器人6400，可以使机器人6400成为驱动时间长且可靠性高的电子设备。
图19C示出飞行体的一个例子。图19C所示的飞行体6500包括螺旋桨6501、照相机6502及蓄电装置6503等，并具有自主飞行功能。
例如，照相机6502拍摄的图像数据被储存至电子构件6504。电子构件6504能够通过分析图像数据来判断移动时是否有障碍物等。另外，蓄电装置6503可以从二次电池的蓄电容量的变化推测剩余电量。飞行体6500在其内部包括根据本发明的一个方式的蓄电装置6503。通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于飞行体6500，可以使飞行体6500成为驱动时间长且可靠性高的电子设备。
图19D示出汽车的一个例子。汽车7160包括蓄电装置7161、引擎、轮胎、制动器、转向装置、照相机等。汽车7160在其内部包括本发明的一个方式的蓄电装置7161。通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于汽车7160，可以减轻车辆的重量。另外，可以减小在车辆中二次电池所占的容积。另外，可以使汽车7160成为行驶距离长、安全性高且可靠性高的汽车。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
[符号说明]
11：晶体管、12：晶体管、13：晶体管、14：晶体管、15：晶体管、21：晶体管、22：晶体管、23：晶体管、24：晶体管、25：晶体管、50：比较器、90：蓄电装置、91：电池控制电路、91a：电路、91b：电路、99：保持电路、99a：晶体管、99b：晶体管、100：正极、101：正极活性物质层、103：正极集流体、110：衬底、113：比较器、114：存储元件、120：组电池、121：电池单元、130：单元平衡电路、130a：单元平衡电路、131：电阻器、132：晶体管、140：晶体管、150：晶体管、161：电容器、162：晶体管、172：晶体管、182：逻辑电路、185：检测电路、185a：检测电路、185c：电路、185d：电路、186：检测电路、200：二次电池、203：固体电解质层、204：负极活性物质层、205：负极集流体、206：保护层、210：负极、213：固体电解质层、215：正极集流体、300：晶体管、313：半导体区域、314a：低电阻区域、314b：低电阻区域、315：绝缘体、316：导电体、320：绝缘体、322：绝缘体、324：绝缘体、326：绝缘体、328：导电体、330：导电体、350：绝缘体、400：眼镜型设备、400a：镜框、400b：显示部、401：耳麦型设备、401a：麦克风部、401b：柔性管、401c：耳机部、402：设备、402a：外壳、402b：蓄电装置、403：设备、403a：外壳、403b：蓄电装置、405：手表型设备、405a：显示部、405b：表带部、406：腰带型设备、406a：腰带部、406b：无线供电受电部、500：晶体管、503：导电体、512：绝缘体、514：绝缘体、520：绝缘体、522：绝缘体、524：绝缘体、530：氧化物、530a：氧化物、530b：氧化物、530c：氧化物、540a：导电体、540b：导电体、542a：导电体、542b：导电体、543a：区域、543b：区域、544：绝缘体、550：绝缘体、560：导电体、560a：导电体、560b：导电体、574：绝缘体、580：绝缘体、580b：绝缘体、581：绝缘体、599：衬底、600：电容器、610：导电体、610b：导电体、611：绝缘体、660：传感器元件、660a：导电体、660b：层、660c：导电体、700：便携式信息终端、701：外壳、702：显示面板、703：表带扣、705A：表带、705B：表带、711：操作按钮、712：操作按钮、751：正极引线、752：负极引线、913：蓄电装置、3000：IC卡、3001：薄膜型二次电池、3002：ID、3003：照片、3004：IC、3005：电波、6300：扫地机器人、6301：外壳、6302：显示部、6303：照相机、6304：刷子、6305：操作按钮、6310：垃圾、6400：机器人、6401：照度传感器、6402：麦克风、6403：上部照相机、6404：扬声器、6405：显示部、6406：下部照相机、6407：障碍物传感器、6408：移动机构、6409：蓄电装置、6500：飞行体、6501：螺旋桨、6502：照相机、6503：蓄电装置、6504：电子构件、7160：汽车、7161：蓄电装置

Claims (19)

1.一种蓄电装置，包括第一衬底、第一电池单元、比较电路及控制电路，
其中，所述第一电池单元包括所述第一衬底上的第一电极、所述第一电极上的正极活性物质层、所述正极活性物质层上的电解质层、所述电解质层上的负极活性物质层及所述负极活性物质层上的第二电极，
所述比较电路包括第一输入端子、第二输入端子、输出端子及第一晶体管，
所述第一晶体管包括所述第一衬底上的氧化物半导体、所述氧化物半导体上的第一绝缘体及所述第一绝缘体上的栅电极，
所述第一电极与所述第一晶体管的所述栅电极及所述第一输入端子电连接，
所述比较电路具有将对应于所述第一电极的电位和所希望的基准电位的比较结果的第一信号从所述输出端子输出到所述控制电路的功能，
并且，所述控制电路具有根据所述第一信号控制所述第一电池单元的充电的功能。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，还包括第二晶体管及电容器，
其中所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第二输入端子电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的另一个与所述电容器的一个电极电连接，
并且所述第二晶体管包含氧化物半导体。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其中所述输出端子与所述第一晶体管的源极或漏极电连接。
4.根据权利要求1所述的蓄电装置，还包括包含氧化物半导体的第二晶体管、包含氧化物半导体的第三晶体管及电容器，
其中所述第二晶体管的源极和漏极中的一个与所述第二输入端子及所述第三晶体管的栅极电连接，
所述第二晶体管的源极和漏极中的另一个与所述电容器的一个电极电连接，
并且所述输出端子与所述第三晶体管的源极或漏极电连接。
5.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，还包括所述第一晶体管所包括的所述栅电极上的第二绝缘体及所述第二绝缘体上的第三电极，
其中所述第一电极位于所述第二绝缘体上，
所述第一电极和所述第三电极各自包含钛化合物，
并且所述第三电极与所述第一晶体管的源极或漏极电连接。
6.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，
其中所述第一晶体管包括源电极及漏电极，
并且所述第一电极、所述第一晶体管所包括的所述源电极及所述第一晶体管所包括的所述漏电极各自包含钛化合物。
7.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其中所述第一电极及所述第一晶体管所包括的所述栅电极各自包含钛化合物。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的蓄电装置，还包括第二电池单元、转换电路、时钟生成电路、升压电路及电压保持电路，
其中所述第一晶体管包括背栅极，
所述转换电路具有对所述第二电池单元的正极电位进行转换而将其作为第二信号供应到所述时钟生成电路的功能，
所述时钟生成电路具有使用所述第二信号生成作为时钟信号的第三信号的功能，
所述升压电路具有使用所述第三信号生成第一电位的功能，
并且所述电压保持电路具有向所述背栅极供应所述第一电位并保持所述第一电位的功能。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蓄电装置，其中所述第一衬底为玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底、半导体衬底、SOI衬底及塑料衬底中的任何衬底。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的蓄电装置，
其中所述第一衬底为半导体衬底，
所述第一衬底包含硅，
并且包括沟道形成区域设置在所述第一衬底中的晶体管。
11.一种蓄电装置，包括：
第一衬底；
包括所述第一衬底上的氧化物半导体、所述氧化物半导体上的第一绝缘体及所述第一绝缘体上的栅电极的第一晶体管；
所述氧化物半导体上的第二绝缘体；
包括所述第二绝缘体上的第一电极、所述第一电极上的正极活性物质层、所述正极活性物质层上的电解质层、所述电解质层上的负极活性物质层及所述负极活性物质层上的第二电极的第一电池单元；以及
所述第二绝缘体上的第三电极，
其中，所述第三电极与所述第一晶体管的源极或漏极电连接。
12.根据权利要求11所述的蓄电装置，其中所述第一电极及所述第三电极包含钛化合物。
13.根据权利要求11或12所述的蓄电装置，其中所述第一晶体管在沟道形成区域中包含氧化物半导体。
14.根据权利要求11所述的蓄电装置，还包括所述第三电极上的第四电极及夹在所述第三电极与所述第四电极之间的第三绝缘体，
其中所述第一电极及所述第四电极各自包含钛化合物。
15.根据权利要求11所述的蓄电装置，还包括所述第三电极上的第四电极及夹在所述第三电极与所述第四电极之间的压电体层，
其中所述第一电极及所述第四电极各自包含钛化合物。
16.一种蓄电装置，包括：
第一衬底；
包括所述第一衬底上的源电极及漏电极、所述源电极及所述漏电极上的氧化物半导体、所述氧化物半导体上的第一绝缘体及所述第一绝缘体上的栅电极的第一晶体管；以及
包括所述第一衬底上的第一电极、所述第一电极上的正极活性物质层、所述正极活性物质层上的电解质层、所述电解质层上的负极活性物质层及所述负极活性物质层上的第二电极的第一电池单元，
其中，所述源电极、所述漏电极及所述第一电极各自包含钛化合物。
17.一种电子设备，包括第一衬底、第一电池单元、比较电路、控制电路及压电元件，
其中，所述第一电池单元包括所述第一衬底上的第一电极、所述第一电极上的正极活性物质层、所述正极活性物质层上的电解质层、所述电解质层上的负极活性物质层及所述负极活性物质层上的第二电极，
所述比较电路包括第一晶体管，
所述第一晶体管包括所述第一衬底上的氧化物半导体、所述氧化物半导体上的第一绝缘体及所述第一绝缘体上的栅电极，
所述压电元件包括第三电极、所述第三电极上的压电体层及所述压电体层上的第四电极，
所述第一电极与所述第一晶体管的所述栅电极电连接，
所述比较电路具有将对应于所述第一电极的电位和所希望的电位的比较结果的第一信号输出到所述控制电路的功能，
并且，所述控制电路具有根据所述第一信号控制所述第一电池单元的充电的功能。
18.根据权利要求16所述的电子设备，其中所述第一电极及所述第三电极各自包含钛化合物。
19.一种电子设备，包括第一衬底、第一电池单元、比较电路、显示部及驱动电路，
其中，所述第一衬底选自玻璃衬底、石英衬底、蓝宝石衬底、陶瓷衬底、金属衬底、半导体衬底、SOI衬底及塑料衬底中，
所述第一电池单元包括所述第一衬底上的第一电极、所述第一电极上的正极活性物质层、所述正极活性物质层上的电解质层、所述电解质层上的负极活性物质层及所述负极活性物质层上的第二电极，
所述比较电路包括第一晶体管，
所述第一晶体管包括所述第一衬底上的氧化物半导体、所述氧化物半导体上的第一绝缘体及所述第一绝缘体上的栅电极，
所述第一电极与所述第一晶体管的所述栅电极电连接，
所述驱动电路具有向所述显示部供应图像信号的功能，
并且，所述驱动电路包括包含氧化物半导体的多个晶体管。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US9231283B2 (en) 2009-01-14 2016-01-05 Mitsumi Electric Co., Ltd. Protection monitoring circuit, battery pack, secondary battery monitoring circuit, and protection circuit
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
CN106575794B (zh) * 2014-08-08 2019-07-09 株式会社半导体能源研究所 具备蓄电装置的电子设备
US10250247B2 (en) * 2016-02-10 2019-04-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, electronic component, and electronic device

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