JP2018085357A - Storage device and electronic apparatus - Google Patents

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JP2018085357A JP2016225734A JP2016225734A JP2018085357A JP 2018085357 A JP2018085357 A JP 2018085357A JP 2016225734 A JP2016225734 A JP 2016225734A JP 2016225734 A JP2016225734 A JP 2016225734A JP 2018085357 A JP2018085357 A JP 2018085357A
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達則 井上
Tatsunori Inoue
達則 井上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a storage device having a large storage capacity.SOLUTION: A storage device provided with a semiconductor device is constituted on a flexible substrate. The semiconductor device has memory cells and can write data to the memory cells and read data from the memory cells by using a driving circuit and the like. As the method for providing a semiconductor device on a flexible substrate, for example, a method in which a semiconductor device is formed on a substrate having a peeling layer and the semiconductor device is peeled off and transposed on a flexible substrate is given. By providing the semiconductor device on the flexible substrate, the storage device can have, for example, a structure in which the substrate is bent and folded in a bellows shape, a structure in which the substrate is wound in a roll shape, or the like.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明の一態様は、記憶装置、及び電子機器に関する。   One embodiment of the present invention relates to a memory device and an electronic device.

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、又は、製造方法に関するものである。又は、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物(コンポジション・オブ・マター)に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、記憶装置、プロセッサ、コンバータ、エンコーダ、デコーダ、チューナ、電子機器、それらの駆動方法、それらの製造方法、それらの検査方法、又はそれらのシステムを一例として挙げることができる。   Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. The technical field of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method. Alternatively, one embodiment of the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter). Therefore, the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes a semiconductor device, a display device, a liquid crystal display device, a light-emitting device, a power storage device, an imaging device, a memory device, a processor, a converter, and an encoder. As an example, a decoder, a tuner, an electronic device, a driving method thereof, a manufacturing method thereof, a inspection method thereof, or a system thereof can be given.

近年、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、デジタルカメラなどさまざまな電子機器に、セントラルプロセシングユニット(CPU)や記憶装置、センサなどの電子部品が用いられており、当該電子部品は、微細化、及び低消費電力など様々な面で改良が進んでいる。   In recent years, electronic components such as a central processing unit (CPU), a storage device, and a sensor have been used in various electronic devices such as personal computers, smartphones, and digital cameras. The electronic components are miniaturized and have low power consumption. Improvements are progressing in various ways.

特に、近年、上述した電子機器などにおいて扱われているデータ量は増加しており、大きい記憶容量を有する記憶装置が求められている。特許文献1及び特許文献2では、多値のデータの書き込み、読み出しを可能にした半導体装置について開示している。また、大きい記憶容量を有する記憶装置を実現するには、記憶装置が有する回路を微細化する技術が求められている。   In particular, in recent years, the amount of data handled in the electronic devices described above has increased, and a storage device having a large storage capacity has been demanded. Patent Documents 1 and 2 disclose a semiconductor device that can write and read multi-value data. In order to realize a storage device having a large storage capacity, a technique for miniaturizing a circuit included in the storage device is required.

特開2012−256400号公報JP 2012-256400 A 特開2014−199707号公報JP 2014-199707 A

メモリセルの多値化とは、1つのメモリセルが3値以上のデータを扱うことを示す。例えば、1つのメモリセルが4値のデータを扱う場合、2値のメモリセルの2倍のデータ量を扱うことができ、メモリセルの実効面積を半分にすることができる。   Multi-level memory cells indicate that one memory cell handles data of three or more values. For example, when one memory cell handles quaternary data, it can handle twice as much data as a binary memory cell, and the effective area of the memory cell can be halved.

ただし、メモリセルを多値化するには、メモリセルに格納できるデータ(保持できる電位)の種類を3つ以上にする必要がある。つまり、2値とは異なり、高レベル電位、低レベル電位以外の電位を取り扱う必要があり、取り扱う電位の種類が増えるほど、書き込み又は読み出しを行うデータの電位の範囲が狭くなる。データの電位の範囲が狭くなるほど、小さな不良によってメモリセルに保持された電位がわずかに変動した場合でも、格納されているデータの内容が変わってしまうことがある。そのため、メモリセルを多値化する場合、該メモリセルは、小さな不良が起きても、保持された電位が変動しない構成にすることが重要である。   However, in order to multi-value a memory cell, it is necessary to set the number of data (potential that can be held) stored in the memory cell to three or more. That is, unlike the binary value, it is necessary to handle a potential other than the high level potential and the low level potential, and as the types of potentials to be handled increase, the range of the potential of data to be written or read becomes narrower. As the potential range of data becomes narrower, the content of stored data may change even when the potential held in the memory cell slightly fluctuates due to a small defect. Therefore, when a memory cell is multi-valued, it is important that the memory cell has a configuration in which a held potential does not fluctuate even if a small defect occurs.

また、メモリセルを微細化する場合、メモリセルが有する素子、例えば、トランジスタ、容量素子などの耐圧が低くなる傾向があるため、これらの素子が静電破壊などによって故障しないようにメモリセルを構成する必要がある。   In addition, when a memory cell is miniaturized, the breakdown voltage of elements included in the memory cell, such as transistors and capacitors, tends to be low. Therefore, the memory cell is configured so that these elements do not fail due to electrostatic breakdown or the like. There is a need to.

本発明の一態様は、新規な半導体装置を提供することを課題の一つとする。又は、本発明の一態様は、新規な半導体装置を有する記憶装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、新規な半導体装置を有する記憶装置を使用した電子機器を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、データ容量の大きい記憶装置を提供することを課題の一とする。又は、本発明の一態様は、信頼性の高い記憶装置を提供することを課題の一とする。   An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel semiconductor device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a memory device including a novel semiconductor device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide an electronic device using a memory device including a novel semiconductor device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a memory device with a large data capacity. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a highly reliable memory device.

(1)
本発明の一態様は、第1基板と、第1半導体装置と、第2半導体装置と、第1端子と、第1領域と、を有し、第1半導体装置は、第1基板上に設けられ、第1端子は、第1基板上に設けられ、第1領域は、第1半導体装置が、第2半導体装置と重畳する領域を有し、第1端子は、第1半導体装置と電気的に接続され、第1基板は、曲げ畳まれている構造を有することを特徴とする記憶装置である。
(1)
One embodiment of the present invention includes a first substrate, a first semiconductor device, a second semiconductor device, a first terminal, and a first region, and the first semiconductor device is provided over the first substrate. The first terminal is provided on the first substrate, the first region has a region where the first semiconductor device overlaps the second semiconductor device, and the first terminal is electrically connected to the first semiconductor device. The first substrate has a structure in which the first substrate is bent and folded.

(2)
又は、本発明の一態様は、前記(1)において、配線と、接合層を有し、第2半導体装置は、第1基板上に設けられ、配線は、第1基板上に設けられ、配線は、曲げ畳まれている構造の曲がっている領域に設けられ、第2半導体装置は、配線を介して、第1半導体装置と電気的に接続され、接合層は、第1半導体装置と第2半導体装置との間に設けられることを特徴とする記憶装置である。
(2)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in the above (1), the semiconductor device includes a wiring and a bonding layer, the second semiconductor device is provided over the first substrate, and the wiring is provided over the first substrate. Is provided in a bent region of the bent structure, the second semiconductor device is electrically connected to the first semiconductor device through a wiring, and the bonding layer is formed between the first semiconductor device and the second semiconductor device. A memory device is provided between the semiconductor device and the semiconductor device.

(3)
又は、本発明の一態様は、前記(1)において、第2基板と、第2端子と、接合層と、第1配線と、第2配線と、を有し、第1配線は、第1基板の曲がっている領域に設けられ、第1配線は、第1半導体装置と第2端子との間を電気的に接続する機能を有し、第2半導体装置は、第2基板上に設けられ、第2端子は、第2基板上に設けられ、第2基板は、接合層を介して、第1基板と重畳する領域を有し、第2基板は、第1基板に沿って、曲げ畳まれている構造を有し、第2配線は、第2基板の曲がっている領域に設けられ、第2配線は、第2半導体装置と第2端子との間を電気的に接続する機能を有することを特徴とする記憶装置である。
(3)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in the above (1), the first substrate includes a second substrate, a second terminal, a bonding layer, a first wiring, and a second wiring. The first wiring has a function of electrically connecting the first semiconductor device and the second terminal, and the second semiconductor device is provided on the second substrate. The second terminal is provided on the second substrate, the second substrate has a region overlapping with the first substrate through the bonding layer, and the second substrate is bent along the first substrate. The second wiring is provided in a bent region of the second substrate, and the second wiring has a function of electrically connecting the second semiconductor device and the second terminal. This is a storage device.

(4)
又は、本発明の一態様は、前記(3)において、第2領域と、第3領域と、を有し、第2領域は、第1端子を含む領域を有し、第3領域は、第2端子を含む領域を有し、第2領域と第3領域のそれぞれは、互いに異なる領域であることを特徴とする記憶装置である。
(4)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in the method (3), the semiconductor device includes a second region and a third region, the second region includes a region including a first terminal, and the third region The storage device includes an area including two terminals, and each of the second area and the third area is a different area.

(5)
又は、本発明の一態様は、前記(4)において、第1領域は、第2領域と重畳する領域を有し、第1領域は、第3領域と重畳する領域を有することを特徴とする記憶装置である。
(5)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in (4), the first region has a region overlapping with the second region, and the first region has a region overlapping with the third region. It is a storage device.

(6)
又は、本発明の一態様は、第1基板と、第2基板と、第1半導体装置と、第2半導体装置と、第1端子と、第2端子と、接合層と、第1乃至第3領域と、を有し、第1半導体装置は、第1基板上に設けられ、第1端子は、第1基板上に設けられ、第1半導体装置は、第1端子と電気的に接続され、第2半導体装置は、第2基板上に設けられ、第2端子は、第2基板上に設けられ、第2半導体装置は、第2端子と電気的に接続され、第1領域は、第1端子を含む領域を有し、第2領域は、第2端子を含む領域を有し、第3領域は、第1半導体装置が、接合層を介して、第2半導体装置と重畳される領域を有し、第1乃至第3領域のそれぞれは、互いに異なる領域であることを特徴とする記憶装置である。
(6)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a first substrate, a second substrate, a first semiconductor device, a second semiconductor device, a first terminal, a second terminal, a bonding layer, and first to third A first semiconductor device is provided on the first substrate, a first terminal is provided on the first substrate, and the first semiconductor device is electrically connected to the first terminal; The second semiconductor device is provided on the second substrate, the second terminal is provided on the second substrate, the second semiconductor device is electrically connected to the second terminal, and the first region is the first region A region including a terminal; a second region including a region including a second terminal; and a third region including a region where the first semiconductor device overlaps with the second semiconductor device through a bonding layer. Each of the first to third areas is a different area.

(7)
又は、本発明の一態様は、前記(1)乃至(6)のいずれか一において、少なくとも第1半導体装置及び第2半導体装置の一方は、メモリセルを有し、メモリセルは、第1トランジスタと、第2トランジスタと、容量素子と、を有し、第1トランジスタの第1端子は、容量素子の第1端子と電気的に接続され、第2トランジスタのゲートは、容量素子の第1端子と電気的に接続されることを特徴とする記憶装置である。
(7)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in any one of the above (1) to (6), at least one of the first semiconductor device and the second semiconductor device includes a memory cell, and the memory cell includes the first transistor. And a second transistor and a capacitor, wherein the first terminal of the first transistor is electrically connected to the first terminal of the capacitor, and the gate of the second transistor is the first terminal of the capacitor. The storage device is electrically connected to the storage device.

(8)
又は、本発明の一態様は、前記(7)において、第1トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有することを特徴とする記憶装置である。
(8)
Another embodiment of the present invention is the memory device in (7) in which the first transistor includes a metal oxide in a channel formation region.

(9)
又は、本発明の一態様は、前記(1)乃至(8)のいずれか一において、少なくとも第1半導体装置及び第2半導体装置の一方は、それぞれ多値のデータの書き込み動作、及び/又は読み出し動作を行う機能を有することを特徴とする記憶装置である。
(9)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in any one of the above (1) to (8), at least one of the first semiconductor device and the second semiconductor device can perform multi-value data write operation and / or read operation. A storage device having a function of performing an operation.

(10)
又は、本発明の一態様は、基板と、半導体装置と、端子と、接合層と、を有し、半導体装置は、基板の上方に設けられ、端子は、基板の一方の端部の上方に設けられ、端子部は、半導体装置と電気的に接続され、接合層は、基板の下方に設けられ、基板は、基板の他方の端部を内側として、巻回されることを特徴とする記憶装置である。
(10)
Alternatively, one embodiment of the present invention includes a substrate, a semiconductor device, a terminal, and a bonding layer. The semiconductor device is provided over the substrate, and the terminal is over one end portion of the substrate. The memory device is characterized in that the terminal portion is electrically connected to the semiconductor device, the bonding layer is provided below the substrate, and the substrate is wound with the other end portion of the substrate inside. Device.

(11)
又は、本発明の一態様は、前記(10)において、芯を有し、芯は、巻回された前記基板の軸として設けられることを特徴とする記憶装置である。
(11)
Another embodiment of the present invention is the storage device according to (10), including a core, and the core is provided as a shaft of the wound substrate.

(12)
又は、本発明の一態様は、前記(10)、又は前記(11)において、半導体装置は、メモリセルを有し、メモリセルは、第1トランジスタと、第2トランジスタと、容量素子と、を有し、第1トランジスタの第1端子は、容量素子の第1端子と電気的に接続され、第2トランジスタのゲートは、容量素子の第1端子と電気的に接続されることを特徴とする記憶装置である。
(12)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in the above (10) or (11), the semiconductor device includes a memory cell, and the memory cell includes a first transistor, a second transistor, and a capacitor. The first terminal of the first transistor is electrically connected to the first terminal of the capacitor, and the gate of the second transistor is electrically connected to the first terminal of the capacitor. It is a storage device.

(13)
又は、本発明の一態様は、前記(12)において、第1トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有することを特徴とする記憶装置である。
(13)
Another embodiment of the present invention is the memory device in (12) in which the first transistor includes a metal oxide in a channel formation region.

(14)
又は、本発明の一態様は、前記(10)乃至(13)のいずれか一において、半導体装置は、それぞれ多値のデータの書き込み動作、又は読み出し動作を行う機能を有することを特徴とする記憶装置である。
(14)
Alternatively, according to one embodiment of the present invention, in any one of the above (10) to (13), the semiconductor device has a function of performing a multi-value data write operation or a read operation. Device.

(15) 又は、本発明の一態様は、前記(1)乃至(14)のいずれか一に記載の記憶装置が実装された回路基板である。 (15) Another embodiment of the present invention is a circuit board on which the memory device according to any one of (1) to (14) is mounted.

(16) 又は、本発明の一態様は、前記(15)において、駆動回路を有し、駆動回路は、記憶装置に対してデータを書き込む機能と、記憶装置からデータを読み出す機能と、を有することを特徴とする回路基板である。 (16) Alternatively, in the above (15), one embodiment of the present invention includes a driver circuit, and the driver circuit has a function of writing data to the memory device and a function of reading data from the memory device. A circuit board characterized by the above.

(17)
又は、本発明の一態様は、前記(15)、又は前記(16)に記載の回路基板と、筐体と、を有することを特徴とする電子機器である。
(17)
Another embodiment of the present invention is an electronic device including the circuit board according to (15) or (16) and a housing.

本発明の一態様によって、新規な半導体装置を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、新規な半導体装置を有する記憶装置を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、新規な半導体装置を有する記憶装置を使用した電子機器を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、データ容量の大きい記憶装置を提供することができる。又は、本発明の一態様によって、信頼性の高い記憶装置を提供することができる。   According to one embodiment of the present invention, a novel semiconductor device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a memory device including a novel semiconductor device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, an electronic device using a memory device including a novel semiconductor device can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a memory device with a large data capacity can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a highly reliable memory device can be provided.

記憶装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a memory | storage device. 記憶装置の一例の断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of an example of a memory device. 記憶装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a memory | storage device. 記憶装置の一例の断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of an example of a memory device. 記憶装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a memory | storage device. 記憶装置の一例の断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of an example of a memory device. 記憶装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a memory | storage device. 記憶装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a memory | storage device. 記憶装置の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of a memory | storage device. 記憶装置の一例の断面図。FIG. 14 is a cross-sectional view of an example of a memory device. 半導体装置の構成例を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device. 記憶装置の実装例を示す斜視図。The perspective view which shows the example of mounting of a memory | storage device. 記憶装置の実装例を示す斜視図。The perspective view which shows the example of mounting of a memory | storage device. 半導体装置の構成例を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device. 半導体装置の構成例を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device. 半導体装置の構成例を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device. 記憶装置の実装例を示す斜視図。The perspective view which shows the example of mounting of a memory | storage device. メモリセルの構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the structural example of a memory cell. メモリセルの構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the structural example of a memory cell. メモリセルの構成例を示す回路図。The circuit diagram which shows the structural example of a memory cell. メモリセルのしきい値電圧分布の模式図。The schematic diagram of the threshold voltage distribution of a memory cell. 記憶装置の作製方法の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a memory device. 記憶装置の作製方法の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a memory device. 記憶装置の作製方法の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a memory device. 記憶装置の作製方法の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a memory device. 記憶装置の作製方法の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a memory device. 記憶装置の作製方法の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a memory device. 記憶装置の作製方法の一例を示す断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing a memory device. 金属酸化物の原子数比の範囲を説明する図。The figure explaining the range of atomic ratio of a metal oxide. トランジスタの構成例を示す上面図及び断面図。4A and 4B are a top view and cross-sectional views illustrating a structural example of a transistor. トランジスタの構成例を示す上面図及び断面図。4A and 4B are a top view and cross-sectional views illustrating a structural example of a transistor. 電子機器の一例を示す斜視図。The perspective view which shows an example of an electronic device.

本明細書等において、金属酸化物(metal oxide)とは、広い表現での金属の酸化物である。金属酸化物は、酸化物絶縁体、酸化物導電体(透明酸化物導電体を含む)、酸化物半導体(Oxide Semiconductorまたは単にOSともいう)などに分類される。例えば、トランジスタの活性層に金属酸化物を用いた場合、当該金属酸化物を酸化物半導体と呼称する場合がある。つまり、金属酸化物が増幅作用、整流作用、及びスイッチング作用の少なくとも1つを有するトランジスタのチャネル形成領域を構成し得る場合、当該金属酸化物を、金属酸化物半導体(metal oxide semiconductor)、略してOSと呼ぶことができる。また、OS FETと記載する場合においては、金属酸化物または酸化物半導体を有するトランジスタと換言することができる。   In this specification and the like, a metal oxide is a metal oxide in a broad expression. Metal oxides are classified into oxide insulators, oxide conductors (including transparent oxide conductors), oxide semiconductors (also referred to as oxide semiconductors or simply OS), and the like. For example, when a metal oxide is used for an active layer of a transistor, the metal oxide may be referred to as an oxide semiconductor. In other words, in the case where a metal oxide can form a channel formation region of a transistor having at least one of an amplifying function, a rectifying function, and a switching function, the metal oxide is abbreviated to a metal oxide semiconductor (metal oxide semiconductor). It can be called OS. In the case of describing as an OS FET, it can be said to be a transistor including a metal oxide or an oxide semiconductor.

また、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物(metal oxide)と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物(metal oxynitride)と呼称してもよい。   In this specification and the like, metal oxides containing nitrogen may be collectively referred to as metal oxides. Further, a metal oxide containing nitrogen may be referred to as a metal oxynitride.

(実施の形態1)
本発明における実施の形態を、図1乃至図9を用いて、説明する。
(Embodiment 1)
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

<構成例1>
図1(A)は、装置100aと、装置100bと、装置100cと、を示している。装置100aは、メモリセルを有する半導体装置102aが基板101a上に設けられ、同様に、装置100bは、メモリセルを有する半導体装置102bが基板101b上に設けられ、装置100cは、メモリセルを有する半導体装置102cが基板101c上に設けられている。
<Configuration example 1>
FIG. 1A illustrates the device 100a, the device 100b, and the device 100c. In the device 100a, a semiconductor device 102a including a memory cell is provided over the substrate 101a. Similarly, in the device 100b, the semiconductor device 102b including a memory cell is provided over the substrate 101b, and the device 100c is a semiconductor including a memory cell. A device 102c is provided on the substrate 101c.

装置100aは、端子104aを有し、端子104aと半導体装置102aとを電気的に接続する配線105aを有する。同様に、装置100bは、端子104bを有し、端子104bと半導体装置102bとを電気的に接続する配線105bを有する。装置100cは、端子104cを有し、端子104cと半導体装置102cとを電気的に接続する配線105cを有する。   The device 100a includes a terminal 104a and a wiring 105a that electrically connects the terminal 104a and the semiconductor device 102a. Similarly, the device 100b includes a terminal 104b and a wiring 105b that electrically connects the terminal 104b and the semiconductor device 102b. The device 100c includes a terminal 104c and a wiring 105c that electrically connects the terminal 104c and the semiconductor device 102c.

基板101a、101b、101cは、それぞれ可撓性を有する。基板101a、101b、101cとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、ポリエーテルサルフォン樹脂(PES)、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリハロゲン化ビニル樹脂、アラミド樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。また、これらの材料を混合または積層して用いてもよい。基板101a、基板101b、基板101cは、それぞれ同じ材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。   Each of the substrates 101a, 101b, and 101c has flexibility. As the substrates 101a, 101b, 101c, for example, polyethylene terephthalate resin (PET), polyethylene naphthalate resin (PEN), polyethersulfone resin (PES), polyacrylonitrile resin, acrylic resin, polyimide resin, polymethyl methacrylate resin, A polycarbonate resin, a polyamide resin, a polycycloolefin resin, a polystyrene resin, a polyamideimide resin, a polypropylene resin, a polyester resin, a polyhalogenated vinyl resin, an aramid resin, an epoxy resin, or the like can be used. These materials may be mixed or laminated. The same material may be used for the substrate 101a, the substrate 101b, and the substrate 101c, or different materials may be used.

ここで、図1(A)に示す矢印のとおり、端子104aと、端子104bと、端子104cと、がそれぞれ同一の方向に向けて、装置100c上に装置100bを重畳し、装置100b上に装置100aを重畳する場合を考える。このとき、装置100aと、装置100bと、装置100cと、のそれぞれの基板101aと、基板101bと、基板101cと、の大きさは異なっている。具体的には、基板101aは、基板101b、及び基板101cよりも小さいサイズであり、基板101cは、基板101a、及び基板101bよりも大きいサイズとする。これは、図1(B)に示す記憶装置100のとおり、装置100a、装置100b、装置100cのそれぞれが有する端子が互いに重畳しないように、装置100a、装置100b、装置100cを重ねるためである。端子104aと、端子104bと、端子104cと、が互いに重畳する場合、端子104b、又は端子104cは、外部回路と接続するためのFPC(Flexible Print Circuit)などの配線と電気的に接続するのが困難となるため、記憶装置100は、端子104aと、端子104bと、端子104cと、が互いに重畳しない構成にすることが好ましい。加えて、記憶装置100は、端子104aと、端子104bと、端子104cと、がそれぞれ同一の方向に向けた構成にすることで、端子104aと、端子104bと、端子104cと、に電気的に接続する配線を同一の方向に設けることができる。これにより、端子104aと、端子104bと、端子104cと、に電気的に接続する配線を設けるスペースを小さくすることができる。   Here, as shown by the arrows in FIG. 1A, the terminal 104a, the terminal 104b, and the terminal 104c are overlapped in the same direction so that the device 100b is superimposed on the device 100c, and the device 100b is connected to the device 100b. Consider a case where 100a is superimposed. At this time, the sizes of the substrate 101a, the substrate 101b, and the substrate 101c of the device 100a, the device 100b, and the device 100c are different. Specifically, the substrate 101a is smaller than the substrates 101b and 101c, and the substrate 101c is larger than the substrates 101a and 101b. This is because the devices 100a, 100b, and 100c are stacked so that terminals of the devices 100a, 100b, and 100c do not overlap each other as in the storage device 100 illustrated in FIG. In the case where the terminal 104a, the terminal 104b, and the terminal 104c overlap with each other, the terminal 104b or the terminal 104c is electrically connected to a wiring such as an FPC (Flexible Print Circuit) for connecting to an external circuit. Since it becomes difficult, the memory device 100 preferably has a structure in which the terminal 104a, the terminal 104b, and the terminal 104c do not overlap with each other. In addition, the storage device 100 can be electrically connected to the terminal 104a, the terminal 104b, and the terminal 104c by configuring the terminal 104a, the terminal 104b, and the terminal 104c in the same direction. The wiring to be connected can be provided in the same direction. Accordingly, a space for providing a wiring electrically connected to the terminal 104a, the terminal 104b, and the terminal 104c can be reduced.

図1(B)に示すとおり、装置100a、装置100b、装置100cが設けられた基板101a、基板101b、基板101cを重ね合わせることで、記憶容量の大きい記憶装置100を構成することができる。   As illustrated in FIG. 1B, the storage device 100 with a large storage capacity can be formed by stacking the substrate 101a, the substrate 101b, and the substrate 101c provided with the devices 100a, 100b, and 100c.

また、基板の大きさ、及び記憶装置100の端子の向きについては、図1(B)の構成に限定されない。例えば、図1(C)に示すとおり、装置100aを3個用いて、それぞれの端子104aを同一の方向に向けて、且つそれぞれの端子104aが露出するように、装置100aを重ね合わせる構成としてもよい。なお、この構成例は、図1(B)において、装置100a、装置100b、装置100cの大きさを揃えて、端子104a、端子104b、端子104cのそれぞれが露出するように、各記憶装置をずらして重ね合わせた構成に相当する。また、例えば、図1(D)に示すとおり、装置100aを3個用いて、それぞれ端子104aを異なる方向に向けて、且つそれぞれの端子104aが露出するように、装置100aを重ね合わせる構成としてもよい。   Further, the size of the substrate and the orientation of the terminals of the memory device 100 are not limited to the structure in FIG. For example, as shown in FIG. 1C, three devices 100a may be used so that the devices 100a are overlapped so that the terminals 104a are directed in the same direction and the terminals 104a are exposed. Good. Note that in this configuration example, in FIG. 1B, the sizes of the devices 100a, 100b, and 100c are aligned, and the storage devices are shifted so that the terminals 104a, 104b, and 104c are exposed. This corresponds to a superposed configuration. Further, for example, as shown in FIG. 1D, the apparatus 100a may be overlapped by using three apparatuses 100a so that the terminals 104a are directed in different directions and the terminals 104a are exposed. Good.

図1(B)に示す記憶装置100の一点鎖線A1における断面図を図2(A)、(B)に示す。   2A and 2B are cross-sectional views taken along one-dot chain line A1 in the memory device 100 illustrated in FIG.

図2(A)に示す記憶装置100Aは、装置100cと装置100bとの間に接合層106bを有し、装置100bと装置100aとの間に接合層106aを有している。   A memory device 100A illustrated in FIG. 2A includes a bonding layer 106b between the device 100c and the device 100b, and a bonding layer 106a between the device 100b and the device 100a.

接合層106aは、装置100aと装置100bと、を貼り合わせる機能を有し、接合層106bは、装置100bと装置100cと、を貼り合わせる機能を有する。接合層106a、又は接合層106bとしては、光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、イミド樹脂等を用いることができる。また、接合層106a、又は接合層106bとして、シート状の接着剤を用いることができる。接合層106a、接合層106bは、それぞれ同じ材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。   The bonding layer 106a has a function of bonding the devices 100a and 100b, and the bonding layer 106b has a function of bonding the devices 100b and 100c. As the bonding layer 106a or the bonding layer 106b, a photocurable adhesive, a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, or an anaerobic adhesive can be used. For example, an epoxy resin, an acrylic resin, an imide resin, or the like can be used. Further, a sheet-like adhesive can be used as the bonding layer 106a or the bonding layer 106b. The bonding layer 106a and the bonding layer 106b may be made of the same material or different materials.

図2(B)に示す記憶装置100Bは、強度を高くするために、記憶装置100Aに、基板107aと基板107bと、を加えた構成となっている。   A storage device 100B illustrated in FIG. 2B has a structure in which a substrate 107a and a substrate 107b are added to the storage device 100A in order to increase strength.

接合層106aは、基板107aを有し、接合層106bは、基板107bを有する。なお、図2(B)では、基板107aと装置100aとの間にある接合層106aを接合層106a[1]と記載し、基板107aと装置100bとの間にある接合層106aを接合層106a[2]と記載し、基板107bと装置100bとの間にある接合層106bを接合層106b[1]と記載し、基板107bと装置100cとの間にある接合層106bを接合層106b[2]と記載している。   The bonding layer 106a includes a substrate 107a, and the bonding layer 106b includes a substrate 107b. In FIG. 2B, the bonding layer 106a between the substrate 107a and the device 100a is referred to as a bonding layer 106a [1], and the bonding layer 106a between the substrate 107a and the device 100b is referred to as the bonding layer 106a. [2], the bonding layer 106b between the substrate 107b and the device 100b is described as a bonding layer 106b [1], and the bonding layer 106b between the substrate 107b and the device 100c is bonded to the bonding layer 106b [2]. ] Is described.

なお、接合層106a[1]と接合層106a[2]は、それぞれ同じ材料でなく、互いに異なる材料を用いてもよい。加えて、接合層106b[1]と接合層106b[2]は、それぞれ同じ材料でなく、互いに異なる材料を用いてもよい。   Note that the bonding layer 106a [1] and the bonding layer 106a [2] may be formed using different materials instead of the same material. In addition, the bonding layer 106b [1] and the bonding layer 106b [2] may be formed using different materials instead of the same material.

基板107a、基板107bとしては、例えば、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、プラスチック基板などを用いることができる。また他の材料としては、例えば、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板など、熱伝導性が高い材料を用いることができる。基板107a、基板107bに上記の熱伝導性の高い材料を適用することによって、装置100a、装置100b、装置100cの放熱性を高めることができる。なお、接合層106a[1]、接合層106a[2]、接合層106b[1]、接合層106b[2]の少なくともいずれか一に熱硬化型接着剤を用いて、かつ基板107a及び/又は基板107bとしてプラスチック基板を用いる場合、該プラスチック基板は熱硬化型接着剤を硬化するための処理温度に耐えうる耐熱性を有することが好ましい。また、基板107a、基板107bは、それぞれ同じ材料を用いてもよいし、互いに異なる材料を用いてもよい。   As the substrate 107a and the substrate 107b, for example, a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, a plastic substrate, or the like can be used. As other materials, for example, a metal substrate, a stainless steel substrate, a substrate having stainless steel foil, a tungsten substrate, a substrate having tungsten foil, or the like can be used. By applying the above material having high thermal conductivity to the substrate 107a and the substrate 107b, the heat dissipation of the device 100a, the device 100b, and the device 100c can be improved. Note that a thermosetting adhesive is used for at least one of the bonding layer 106a [1], the bonding layer 106a [2], the bonding layer 106b [1], and the bonding layer 106b [2], and the substrate 107a and / or In the case where a plastic substrate is used as the substrate 107b, the plastic substrate preferably has heat resistance that can withstand a processing temperature for curing the thermosetting adhesive. Further, the same material may be used for the substrate 107a and the substrate 107b, or different materials may be used.

また、基板107a、基板107bとしては、可撓性を有する基板を用いることができる。例えば、基板101a、基板101b、基板101cのいずれか一と同じ材料を用いることができる。   In addition, as the substrate 107a and the substrate 107b, a flexible substrate can be used. For example, the same material as any one of the substrate 101a, the substrate 101b, and the substrate 101c can be used.

なお、上述した、接合層106a(接合層106a[1]、接合層106a[2])、接合層106b(接合層106b[1]、接合層106b[2])、基板107a、基板107bを用いた構成は、図1(B)の記憶装置100だけでなく、図1(C)、(D)の記憶装置100に対しても適用することができる。   Note that the above-described bonding layer 106a (bonding layer 106a [1], bonding layer 106a [2]), bonding layer 106b (bonding layer 106b [1], bonding layer 106b [2]), substrate 107a, and substrate 107b are used. The configuration thus applied can be applied not only to the storage device 100 of FIG. 1B but also to the storage device 100 of FIGS. 1C and 1D.

なお、本発明の一態様は、本構成例に限定されない。例えば、図1(B)、(C)、(D)に示した記憶装置100は、3層の記憶装置で構成されているが、2層の記憶装置、又は4層以上の記憶装置の構成としてもよい。   Note that one embodiment of the present invention is not limited to this structure example. For example, the storage device 100 illustrated in FIGS. 1B, 1C, and 1D includes a three-layer storage device, but a two-layer storage device or a four-layer or more storage device configuration. It is good.

<構成例2>
次に、図1に示した記憶装置100の構成とは異なる記憶装置を図3に示す。
<Configuration example 2>
Next, FIG. 3 shows a storage device different from the configuration of the storage device 100 shown in FIG.

図3(A)に示す装置110aは、メモリセルを有する半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102cを有し、それぞれの半導体装置は、基板101上に設けられている。また、装置110aは、端子104と、半導体装置102aと半導体装置102bとを電気的に接続する配線103aと、半導体装置102bと半導体装置102cとを電気的に接続する配線103bと、を有する。   A device 110a illustrated in FIG. 3A includes a semiconductor device 102a including a memory cell, a semiconductor device 102b, and a semiconductor device 102c. Each semiconductor device is provided over a substrate 101. The device 110a includes a terminal 104, a wiring 103a that electrically connects the semiconductor device 102a and the semiconductor device 102b, and a wiring 103b that electrically connects the semiconductor device 102b and the semiconductor device 102c.

基板101は、可撓性を有する。基板101としては、上述の構成例1で説明した基板101a、基板101b、又は基板101cと同じ材料を用いることができる。   The substrate 101 has flexibility. As the substrate 101, the same material as that of the substrate 101a, the substrate 101b, or the substrate 101c described in the above structural example 1 can be used.

ここで、図3(A)に示した装置110aを、図3(B)に示す矢印のとおり、蛇腹状に曲げていく構成を考える。最終的には、記憶装置110は、図3(C)に示す記憶装置110のとおり、曲げ畳まれた構成となる。なお、本構成例では、図3(C)に示す記憶装置110は、曲げ畳まれて、半導体装置102aと、半導体装置102bと、半導体装置102cと、が互いに重畳する構成としている。   Here, a configuration is considered in which the device 110a illustrated in FIG. 3A is bent in a bellows shape as indicated by an arrow illustrated in FIG. Ultimately, the storage device 110 has a bent configuration as the storage device 110 illustrated in FIG. Note that in this structure example, the memory device 110 illustrated in FIG. 3C is bent and folded so that the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c overlap with each other.

なお、図3(B)に示す装置110aは、基板101以外の構成要素及びその構成要素の符号の記載を省略している。   Note that in the device 110a illustrated in FIG. 3B, components other than the substrate 101 and reference numerals of the components are not illustrated.

図3(C)の記憶装置110は、基板101において曲げられている領域に、配線103a及び/又は配線103bを有する構成であることが好ましい。配線103a、配線103bには、トランジスタ、容量素子などの回路素子を有していないため、曲げによって生じる応力によって回路素子に不具合が起こることがない。   The storage device 110 in FIG. 3C preferably has a structure in which the wiring 103a and / or the wiring 103b is provided in a bent region of the substrate 101. Since the wiring 103a and the wiring 103b do not include circuit elements such as transistors and capacitors, there is no problem in the circuit elements due to stress generated by bending.

配線103a、配線103bは、それぞれ展延性を有する導電材料であることが好ましい。配線103a、配線103bとしては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、鉄、亜鉛などを用いることができる。また、他の材料としては、上記の材料を含む合金を用いることができる。また、配線103a、配線103bを薄膜として形成する場合、上記以外の導電材料を用いることができる場合がある。   The wiring 103a and the wiring 103b are each preferably a conductive material having spreadability. As the wiring 103a and the wiring 103b, for example, gold, silver, copper, aluminum, iron, zinc, or the like can be used. Moreover, as another material, the alloy containing said material can be used. In the case where the wirings 103a and 103b are formed as thin films, a conductive material other than the above may be used in some cases.

次に、配線103a、及び配線103bの形状について説明する。図3(E1)は、図3(A)に図示した領域103rを拡大した模式図である。なお、図3(A)の領域103rは、配線103aの一部を示しているが、残りの配線103a、又は配線103bも、領域103rの配線103aと同様の構造を適用することができる。   Next, the shapes of the wiring 103a and the wiring 103b will be described. FIG. 3E1 is a schematic diagram in which the region 103r illustrated in FIG. Note that a region 103r in FIG. 3A illustrates part of the wiring 103a; however, the remaining wiring 103a or the wiring 103b can have a structure similar to that of the wiring 103a in the region 103r.

図3(E1)の領域103rにおいて、配線103aは、細長い矩形の導電体を複数本有する構成となっている。また、記憶装置110の配線103a、配線103bの構成は、図3(E1)に示した構成に限定せず、例えば、図3(E2)に示す領域103rの配線103aのとおり、メッシュ状の構成にしてもよい。配線103a、配線103bを図3(E2)に示したメッシュ状にすることで、記憶装置110の曲げ畳みによる、配線103a、配線103bの剥がれを抑制することができる。   In the region 103r in FIG. 3E1, the wiring 103a includes a plurality of elongated rectangular conductors. Further, the structure of the wiring 103a and the wiring 103b in the memory device 110 is not limited to the structure illustrated in FIG. 3E1, and for example, a mesh configuration as illustrated in the wiring 103a in the region 103r illustrated in FIG. It may be. When the wiring 103a and the wiring 103b have the mesh shape illustrated in FIG. 3E2, peeling of the wiring 103a and the wiring 103b due to bending of the memory device 110 can be suppressed.

図3(C)に示すとおり、半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102cが設けられた基板101を蛇腹状に曲げて重ね合わせることで、記憶容量の大きい記憶装置110を構成することができる。   As shown in FIG. 3C, the memory device 110 having a large memory capacity can be formed by bending the substrate 101 provided with the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c in a bellows shape and overlapping them. .

図3(C)に示す記憶装置110は、半導体装置102a、及び端子104が外側を向くように蛇腹状に曲げて重ね合わせているが、図3(D)に示すとおり、半導体装置102a、及び端子104が内側を向くように、かつ端子104が曲げ畳まれた基板101と重畳しないように、蛇腹状に曲げて重ね合わせた構成としてもよい。   The memory device 110 illustrated in FIG. 3C is stacked in a bellows shape so that the semiconductor device 102a and the terminal 104 face outward, but as illustrated in FIG. 3D, the semiconductor device 102a and A configuration may be adopted in which the terminals 104 are bent in an accordion shape so that the terminals 104 face inward and do not overlap with the bent substrate 101.

図3(C)に示す記憶装置110の一点鎖線A2における断面図を図4(A)、(B)に示す。   4A and 4B are cross-sectional views taken along one-dot chain line A2 in the memory device 110 illustrated in FIG.

図4(A)に示す記憶装置110Aは、基板101が曲げて畳まれることで、基板101の裏面(半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102cが設けられている面を表面とする。)が向かい合う領域と、基板101の表面が向かい合う領域と、を有する。加えて、記憶装置110Aは、基板101の裏面が向かい合う領域に接合層106aを有し、基板101の表面が向かい合う領域に接合層106bを有する。   The storage device 110A illustrated in FIG. 4A has the back surface of the substrate 101 (the surface on which the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c are provided) as a front surface by the substrate 101 being bent and folded. ) Facing each other, and a region facing the surface of the substrate 101. In addition, the memory device 110A includes a bonding layer 106a in a region where the back surface of the substrate 101 faces and a bonding layer 106b in a region where the surface of the substrate 101 faces.

接合層106aは、基板101の向かい合う裏面同士を貼り合わせる機能を有し、接合層106bは、基板101の向かい合う表面同士を貼り合わせる機能を有する。接合層106a、接合層106bの材料は、それぞれ構成例1で説明した接合層106a、接合層106bと同じ材料を用いることができる。   The bonding layer 106a has a function of bonding the back surfaces of the substrate 101 facing each other, and the bonding layer 106b has a function of bonding the surfaces of the substrate 101 facing each other. As the material of the bonding layer 106a and the bonding layer 106b, the same material as that of the bonding layer 106a and the bonding layer 106b described in Structural Example 1 can be used.

図4(B)に示す記憶装置110Bは、強度を高くするために、記憶装置110Aに、基板107aと基板107bと、を加えた構成となっている。   A storage device 110B illustrated in FIG. 4B has a structure in which a substrate 107a and a substrate 107b are added to the storage device 110A in order to increase strength.

接合層106aは、基板107aを有し、接合層106bは、基板107bを有する。   The bonding layer 106a includes a substrate 107a, and the bonding layer 106b includes a substrate 107b.

基板107a、基板107bの材料は、それぞれ構成例1で説明した基板107a、基板107bと同じ材料を用いることができる。   As the materials of the substrate 107a and the substrate 107b, the same materials as those of the substrate 107a and the substrate 107b described in Structure Example 1 can be used, respectively.

なお、本発明の一態様は、本構成例に限定されない。例えば、図3(C)に示した記憶装置110は、基板101の2箇所を曲げて3層の記憶装置を構成されているが、基板101の1箇所を曲げて2層の記憶装置、又は基板101の3以上の箇所を曲げて4層以上の記憶装置の構成としてもよい。   Note that one embodiment of the present invention is not limited to this structure example. For example, the storage device 110 illustrated in FIG. 3C is configured as a three-layer storage device by bending two portions of the substrate 101, but a two-layer storage device by bending one portion of the substrate 101, or A configuration of a storage device having four or more layers may be formed by bending three or more portions of the substrate 101.

<構成例3>
記憶装置の構成は、記憶装置110のように蛇腹状に曲げ畳む構成に限定されない。記憶装置110とは異なる記憶装置の構成例を図5に示す。
<Configuration example 3>
The configuration of the storage device is not limited to the configuration in which the storage device is bent in a bellows shape like the storage device 110. A configuration example of a storage device different from the storage device 110 is shown in FIG.

記憶装置111は、装置111aと、装置111bと、基板107と、を有する。装置111aは、メモリセルを有する半導体装置102aが基板101a上に設けられ、同様に、装置111bは、メモリセルを有する半導体装置102bが基板101b上に設けられている。   The storage device 111 includes a device 111a, a device 111b, and a substrate 107. In the device 111a, the semiconductor device 102a including a memory cell is provided over the substrate 101a. Similarly, in the device 111b, the semiconductor device 102b including a memory cell is provided over the substrate 101b.

装置111aは、互いに向かい合う辺のそれぞれに、端子104aと、配線103aと、を有する。同様に、装置111bは、互いに向かい合う辺のそれぞれに、端子104bと、配線103bと、を有する。   The device 111a includes a terminal 104a and a wiring 103a on each of the sides facing each other. Similarly, the device 111b includes a terminal 104b and a wiring 103b on each of the sides facing each other.

配線103aは、端子104aと半導体装置102aとを電気的に接続する配線として機能し、配線103bは、端子104bと半導体装置102bとを電気的に接続する配線として機能する。   The wiring 103a functions as a wiring that electrically connects the terminal 104a and the semiconductor device 102a, and the wiring 103b functions as a wiring that electrically connects the terminal 104b and the semiconductor device 102b.

基板101a、101bは、それぞれ可撓性を有する。基板101a、101bとしては、上述の構成例1で説明した基板101a、基板101b、又は基板101cと同じ材料を用いることができる。   Each of the substrates 101a and 101b has flexibility. As the substrates 101a and 101b, the same material as that of the substrate 101a, the substrate 101b, or the substrate 101c described in the above structure example 1 can be used.

ここで、図5(A)に示した矢印のとおり、装置111aと、装置111bと、基板107と、を重畳して、図5(B)に示すように、装置111aと、装置111bと、を基板107の表面及び裏面に沿って貼り合わせる構成を考える。最終的には、図5(C1)、(C2)に示すような構成となる。   Here, as shown by the arrows in FIG. 5A, the devices 111a, 111b, and the substrate 107 are overlapped, and as shown in FIG. 5B, the devices 111a, 111b, Consider a configuration in which the substrate is bonded along the front surface and the back surface of the substrate 107. The final configuration is as shown in FIGS. 5C1 and 5C2.

図5(C1)は、記憶装置111の表面側を示した斜視図であり、図5(C2)は、記憶装置111の表面側を示した斜視図である。記憶装置111は、記憶装置111の表面側には、半導体装置102a、及び半導体装置102bが配置し、記憶装置111の裏面側には、端子104a、及び端子104bが配置し、記憶装置111の端部には、配線103a、及び配線103bが位置する構成となっている。   5C1 is a perspective view illustrating the surface side of the storage device 111, and FIG. 5C2 is a perspective view illustrating the surface side of the storage device 111. FIG. In the storage device 111, the semiconductor device 102 a and the semiconductor device 102 b are disposed on the front surface side of the storage device 111, and the terminal 104 a and the terminal 104 b are disposed on the back surface side of the storage device 111. In this portion, the wiring 103a and the wiring 103b are positioned.

なお、図5(B)に示す記憶装置111は、装置111a、装置111b、及び基板107以外の構成要素及びその構成要素の符号の記載を省略している。   Note that in the memory device 111 illustrated in FIG. 5B, components other than the devices 111 a, 111 b, and the substrate 107 and reference numerals of the components are omitted.

また、記憶装置111は、半導体装置102aと半導体装置102bとが重畳されている構成となっているため、図5(C1)において、半導体装置102b及びその符号は記載していない。同様に、記憶装置111は、配線103aと配線103bとが重畳されている構成となっているため、図5(C1)、(C2)において、配線103b及びその符号は記載していない。   In addition, since the memory device 111 has a structure in which the semiconductor device 102a and the semiconductor device 102b are overlapped with each other, the semiconductor device 102b and its reference are not described in FIG. Similarly, since the memory device 111 has a structure in which the wiring 103a and the wiring 103b are overlapped with each other, the wiring 103b and its reference are not described in FIGS. 5C1 and 5C2.

図5(C1)、(C2)に示すとおり、装置111aと装置111bとを重畳して、かつ基板107に沿って貼り合わせることで、記憶容量の大きい記憶装置111を構成することができる。   As shown in FIGS. 5C1 and 5C2, the storage device 111 having a large storage capacity can be configured by overlapping the devices 111 a and 111 b and bonding them along the substrate 107.

図5(C1)、(C2)に示す記憶装置111の一点鎖線A3における断面図を図6(A)、(B)に示す。   6A and 6B are cross-sectional views taken along one-dot chain line A3 in the memory device 111 illustrated in FIGS. 5C1 and 5C2.

図6(A)に示す記憶装置111Aは、基板101aと、基板101bと、の間に接合層106aを有する。加えて、記憶装置111Bは、基板101と、基板107と、の間に接合層106bを有する。   A memory device 111A illustrated in FIG. 6A includes a bonding layer 106a between a substrate 101a and a substrate 101b. In addition, the memory device 111B includes a bonding layer 106b between the substrate 101 and the substrate 107.

接合層106aは、基板101aと、基板101bと、を貼り合わせる機能を有し、接合層106bは、基板101と、基板107と、を貼り合わせる機能を有する。接合層106a、接合層106bの材料は、それぞれ構成例1で説明した接合層106a、接合層106bと同じ材料を用いることができる。   The bonding layer 106a has a function of bonding the substrate 101a and the substrate 101b, and the bonding layer 106b has a function of bonding the substrate 101 and the substrate 107. As the material of the bonding layer 106a and the bonding layer 106b, the same material as that of the bonding layer 106a and the bonding layer 106b described in Structural Example 1 can be used.

基板107aの材料は、それぞれ構成例1で説明した基板107aと同じ材料を用いることができる。   As the material of the substrate 107a, the same material as that of the substrate 107a described in Structural Example 1 can be used.

なお、本発明の一態様は、記憶装置に基板107を有さない構成としてもよい。図6(B)に示す記憶装置111Bは、記憶装置111Aから基板107を除いた構成となっている。   Note that one embodiment of the present invention may have a structure in which the memory device does not include the substrate 107. A storage device 111B illustrated in FIG. 6B has a structure in which the substrate 107 is removed from the storage device 111A.

記憶装置111Bは、基板101bが曲げて畳まれることで、基板101bの裏面(半導体装置102bが設けられている面を表面とする。)が向かい合う領域を2つ有する。一方の領域に接合層106b[1]を有し、他方の領域に接合層106b[2]を有する。   The memory device 111B has two regions where the back surface of the substrate 101b (the surface on which the semiconductor device 102b is provided is the front surface) faces each other when the substrate 101b is bent and folded. The bonding layer 106b [1] is provided in one region, and the bonding layer 106b [2] is provided in the other region.

接合層106b[1]、接合層106b[2]は、それぞれ基板101bの裏面同士を貼り合わせる機能を有する。接合層106b[1]、接合層106b[2]の材料は、構成例1で説明した接合層106bと同じ材料を用いることができる。また、接合層106b[1]、接合層106b[2]の材料は、それぞれ同じ材料であってもよいし、互いに異なる材料であってもよい。   The bonding layer 106b [1] and the bonding layer 106b [2] have a function of bonding the back surfaces of the substrates 101b to each other. As the material of the bonding layer 106b [1] and the bonding layer 106b [2], the same material as that of the bonding layer 106b described in Structural Example 1 can be used. In addition, the materials of the bonding layer 106b [1] and the bonding layer 106b [2] may be the same material or different materials.

また、本発明の一態様は、上述の例に限定されない。本発明の別の態様として、記憶装置111とは異なる例を説明する。   One embodiment of the present invention is not limited to the above example. As another aspect of the present invention, an example different from the storage device 111 will be described.

図7(A1)に示す記憶装置112は、装置112aと、装置112bと、基板107と、を有する。図7(A1)に示す矢印のとおり、装置112aと、装置112bと、を基板107の表面及び裏面に沿って貼り合わせることで、図7(A2)に示す装置112aを作製することができる。記憶装置112は、装置112aの配線103aと装置112bの配線103bと、を互いに重畳しないように基板107に貼り合わせている点で、記憶装置111と異なっている。   A memory device 112 illustrated in FIG. 7A1 includes a device 112a, a device 112b, and a substrate 107. As shown by an arrow in FIG. 7A1, the device 112a and the device 112b are attached to each other along the front surface and the back surface of the substrate 107, whereby the device 112a illustrated in FIG. 7A2 can be manufactured. The storage device 112 is different from the storage device 111 in that the wiring 103a of the device 112a and the wiring 103b of the device 112b are bonded to the substrate 107 so as not to overlap each other.

図7(B1)に示す記憶装置113は、装置113aと、装置113bと、基板107と、を有する。図7(B1)に示す矢印のとおり、装置113aと、装置113bと、を基板107の表面及び裏面に沿って貼り合わせることで、図7(B2)に示す記憶装置113を作製することができる。記憶装置113は、装置113aが端子104aを1つ有し、かつ装置113bが端子104bを1つ有する点で、記憶装置111と異なっている。   A storage device 113 illustrated in FIG. 7B1 includes a device 113a, a device 113b, and a substrate 107. As shown by an arrow in FIG. 7B1, the memory device 113 illustrated in FIG. 7B2 can be manufactured by attaching the device 113a and the device 113b along the front surface and the back surface of the substrate 107. . The storage device 113 is different from the storage device 111 in that the device 113a has one terminal 104a and the device 113b has one terminal 104b.

図8(A)に示す記憶装置114は、装置114aと、装置114bと、基板107と、を有する。装置114aの有する2つの端子104a及び2つの配線103aは、互いに隣り合う辺のそれぞれに配置され、同様に装置114bの有する2つの端子104b及び2つの配線103bは、互いに隣り合う辺のそれぞれに配置されている。図8(A)に示す矢印のとおり、装置114aと、装置114bと、を基板107の表面及び裏面に沿って貼り合わせることで、図8(B)に示す記憶装置114を作製することができる。記憶装置114は、2つの配線103aと、2つの配線103bと、のそれぞれが重畳しないように基板107に貼り合わせている点で、記憶装置111と異なっている。   A storage device 114 illustrated in FIG. 8A includes a device 114a, a device 114b, and a substrate 107. The two terminals 104a and the two wirings 103a included in the device 114a are disposed on the sides adjacent to each other, and similarly, the two terminals 104b and the two wirings 103b included in the device 114b are disposed on the sides adjacent to each other. Has been. As shown by an arrow in FIG. 8A, the memory device 114 illustrated in FIG. 8B can be manufactured by attaching the device 114a and the device 114b along the front surface and the back surface of the substrate 107. . The storage device 114 is different from the storage device 111 in that the two wirings 103a and the two wirings 103b are bonded to the substrate 107 so as not to overlap each other.

このように、本構成例は記憶装置111の構成に限定せず、記憶装置112乃至記憶装置114などのように、基板107への貼り合わせる方法、又は構成を適宜変更することができる。   As described above, this configuration example is not limited to the configuration of the storage device 111, and the method of bonding to the substrate 107 or the configuration can be changed as appropriate, such as the storage devices 112 to 114.

<構成例4>
次に、図1に示した記憶装置100、図3(C)に示した記憶装置110、図5に示した記憶装置111の構成とは異なる記憶装置を図9に示す。
<Configuration example 4>
Next, FIG. 9 shows a storage device different from the configuration of the storage device 100 shown in FIG. 1, the storage device 110 shown in FIG. 3C, and the storage device 111 shown in FIG.

図9(A1)に示す装置120aは、メモリセルを有する半導体装置102を有し、半導体装置102は、基板101上に設けられている。また、装置120aは、端子104と、端子104と半導体装置102aとを電気的に接続する配線105と、を有する。更に、装置120aは、基板101において端子104が位置する辺と対となる辺に芯108を有する。   A device 120a illustrated in FIG. 9A1 includes a semiconductor device 102 including a memory cell, and the semiconductor device 102 is provided over a substrate 101. The device 120a includes a terminal 104 and a wiring 105 that electrically connects the terminal 104 and the semiconductor device 102a. Further, the device 120a has a core 108 on a side of the substrate 101 that is paired with a side where the terminal 104 is located.

図9(A1)に示した装置120aを、図9(A2)に示したように、芯108にロール状に巻きつけていく構成を考える。このような構成にすることによって、記憶容量の大きい記憶装置120を構成することができる。   Consider a configuration in which the device 120a shown in FIG. 9A1 is wound around the core 108 in a roll shape as shown in FIG. 9A2. With such a configuration, the storage device 120 having a large storage capacity can be configured.

なお、図9(A1)(B)では、半導体装置102、端子104、及び配線105が外向きとなるように、芯108に巻きつけているが、半導体装置102、端子104、及び配線105が内向きとなるように巻きつけてもよい。   9A1 and 9B, the semiconductor device 102, the terminal 104, and the wiring 105 are wound around the core 108 so that the semiconductor device 102, the terminal 104, and the wiring 105 face outward. You may wind so that it may become inward.

なお、図9(A2)に示した記憶装置120を更に巻きつけて、図9(A3)に示す記憶装置120Aのように、配線105、及び端子104も芯108に巻きつけられる構成としてもよい。   Note that the memory device 120 illustrated in FIG. 9A2 may be further wound, and the wiring 105 and the terminal 104 may be wound around the core 108 as in the memory device 120A illustrated in FIG. 9A3. .

なお、芯108に巻きつけ始める、基板101の領域109は、ある程度の大きさを有することが好ましい。領域109は、芯108に巻きつけたとき、曲率半径が小さくなる。つまり、領域109にかかる応力が大きくなるため、領域109にトランジスタ、容量素子などの回路素子を有する場合、該回路素子に不具合が起こる場合がある。そのため、領域109には、回路素子を設けないようにするのがよい。但し、回路素子が応力に対して強固である場合は、この限りではない。   Note that the region 109 of the substrate 101 that starts to be wound around the core 108 preferably has a certain size. When the region 109 is wound around the core 108, the radius of curvature becomes small. In other words, since stress applied to the region 109 is increased, if the region 109 includes a circuit element such as a transistor or a capacitor, a problem may occur in the circuit element. Therefore, it is preferable that no circuit element be provided in the region 109. However, this is not the case when the circuit element is strong against stress.

図9(A3)に示す記憶装置120の一点鎖線A4における断面図の一部を図10に示す。   FIG. 10 illustrates a part of a cross-sectional view taken along one-dot chain line A4 in the memory device 120 illustrated in FIG. 9A3.

記憶装置120は、その中心に芯108を有する。加えて、基板101の裏面(半導体装置102を有する面を表面とする。)に、接合層106を有する。基板101を芯108に巻きつけていくとき、記憶装置120は、芯108と、基板101の領域109の裏面と、の間に接合層106を有する構成となる。加えて、基板101の領域109の表面と、その面から1周巻きつけられた基板101の裏面と、の間に接合層106を有する。なお、図10では、基板101を芯108に巻きつけていき、その2周目における基板101の表面には、半導体装置102が位置するように図示している。2周目以降において、記憶装置120は、半導体装置102の表面と、その面から1周巻きつけられた基板101の裏面と、の間に接合層106を有する。   The storage device 120 has a core 108 at the center thereof. In addition, the bonding layer 106 is provided on the back surface of the substrate 101 (a surface including the semiconductor device 102 is a front surface). When the substrate 101 is wound around the core 108, the storage device 120 is configured to include the bonding layer 106 between the core 108 and the back surface of the region 109 of the substrate 101. In addition, the bonding layer 106 is provided between the surface of the region 109 of the substrate 101 and the back surface of the substrate 101 wound around the surface. In FIG. 10, the substrate 101 is wound around the core 108, and the semiconductor device 102 is illustrated on the surface of the substrate 101 in the second turn. In the second and subsequent rounds, the storage device 120 includes a bonding layer 106 between the front surface of the semiconductor device 102 and the back surface of the substrate 101 wound around the surface by one turn.

最終的には、記憶装置120は、基板101を芯108に巻回していくことで、配線105、端子104が最外周に位置する構成となる。   Finally, the storage device 120 is configured such that the wiring 105 and the terminal 104 are positioned on the outermost periphery by winding the substrate 101 around the core 108.

接合層106の材料は、構成例1で説明した接合層106a、接合層106bと同じ材料を用いることができる。   As the material of the bonding layer 106, the same material as that of the bonding layer 106a and the bonding layer 106b described in Structural Example 1 can be used.

また、本発明の一態様は、上述の例に限定されない。本発明の別の態様として、記憶装置120とは異なる例を説明する。   One embodiment of the present invention is not limited to the above example. As another aspect of the present invention, an example different from the storage device 120 will be described.

図9(B1)に示す装置121aは、メモリセルを有する半導体装置102を有し、半導体装置102は、基板101上に設けられている。基板101は、凸型の形状を有する。装置121aは、凸型の基板101の辺121b側に端子104と、配線105と、を有し、凸型の基板101の辺121t側に芯108を有する。特に、装置121aは、凸型の基板101の領域121rに端子104を有する。   A device 121a illustrated in FIG. 9B1 includes a semiconductor device 102 including memory cells, and the semiconductor device 102 is provided over a substrate 101. The substrate 101 has a convex shape. The device 121 a includes a terminal 104 and a wiring 105 on the side 121 b side of the convex substrate 101, and a core 108 on the side 121 t side of the convex substrate 101. In particular, the device 121 a includes the terminal 104 in the region 121 r of the convex substrate 101.

芯108は、2つの底面108sを有する。芯108の軸方向の長さは、基板101の辺121bの長さよりも短いものとする。   The core 108 has two bottom surfaces 108s. The length of the core 108 in the axial direction is shorter than the length of the side 121b of the substrate 101.

半導体装置102aは配線105によって端子104と電気的に接続されている。   The semiconductor device 102 a is electrically connected to the terminal 104 through a wiring 105.

図9(B1)に示した装置121aを、図9(A2)と同様に、芯108に巻きつけていく構成を考える。基板101を最後まで芯108に巻きつけたとき、領域121rが芯108の長さからはみ出る形となる(図9(B2)参照)。最後に、基板101の領域121rを芯108の底面108s側に曲げ畳む(図9(B3)参照)。   Consider a configuration in which the device 121a shown in FIG. 9B1 is wound around the core 108 as in FIG. 9A2. When the substrate 101 is completely wound around the core 108, the region 121r protrudes from the length of the core 108 (see FIG. 9B2). Finally, the region 121r of the substrate 101 is bent toward the bottom surface 108s of the core 108 (see FIG. 9 (B3)).

このように、装置121aを芯108に対して巻きつけて、畳むことで、記憶容量の大きい記憶装置121を構成することができる。   In this way, the storage device 121 having a large storage capacity can be configured by winding the device 121a around the core 108 and folding it.

また、基板101の領域121rは、芯108の底面108s側に曲げられるため、この曲げ部には、基板101の巻きつけよりも強い応力がかかる場合がある。そのため、この曲げ部には、回路素子などを設けず、配線のみの構成にすることが好ましい。   Further, since the region 121r of the substrate 101 is bent toward the bottom surface 108s of the core 108, a stress stronger than the winding of the substrate 101 may be applied to the bent portion. For this reason, it is preferable that the bent portion is not provided with a circuit element or the like and only has wiring.

なお、本構成例において、図9において芯108は円柱として記載したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、芯108は、楕円柱、多角形柱としてもよい。また、例えば、芯108を有さずに、基板101を巻いて、記憶装置120、記憶装置120A、又は記憶装置121を構成してもよい。   Note that in this structural example, the core 108 is described as a cylinder in FIG. 9, but one embodiment of the present invention is not limited thereto. For example, the core 108 may be an elliptical column or a polygonal column. Further, for example, the storage device 120, the storage device 120 </ b> A, or the storage device 121 may be configured by winding the substrate 101 without having the core 108.

本実施の形態で説明した、各構成例の記憶装置を適用することで、記憶装置を構成する回路の面積が増大しても、記憶装置の設置面積を低減することができる。また、本実施の形態の各構成例の記憶装置を適用することで、記憶装置の回路面積を増大することができるため、寄生容量を低減した回路、静電破壊に対して耐圧性の高い素子などを構成することができる。これにより、動作不良に強い記憶装置を作製することができる。   By applying the memory device of each structure example described in this embodiment, the installation area of the memory device can be reduced even if the area of a circuit included in the memory device is increased. In addition, since the circuit area of the memory device can be increased by applying the memory device of each configuration example of this embodiment, a circuit with reduced parasitic capacitance, an element with high withstand voltage against electrostatic breakdown Etc. can be configured. Thus, a memory device that is resistant to malfunction can be manufactured.

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments described in this specification as appropriate.

(実施の形態2)
本実施の形態では、先の実施の形態で述べた半導体装置の構成について説明する。なお、本実施の形態で述べる各構成例には、先の実施の形態で述べた記憶装置の実装例の説明も付している。
(Embodiment 2)
In this embodiment, the structure of the semiconductor device described in the above embodiment will be described. Note that each configuration example described in this embodiment also includes an example of mounting the storage device described in any of the above embodiments.

<構成例1>
図11(A)に、半導体装置の構成の一例を示す。半導体装置301は、メモリセルアレイMAと、ビット線ドライバ回路BLDと、ワード線ドライバ回路WLDと、コントロールロジック回路CLCと、出力回路OPCと、を有する。また、本構成例において、ビット線ドライバ回路BLDと、ワード線ドライバ回路WLDと、コントロールロジック回路CLCと、出力回路OPCと、をまとめて周辺回路、又は駆動回路と呼称する。
<Configuration example 1>
FIG. 11A illustrates an example of a structure of a semiconductor device. The semiconductor device 301 includes a memory cell array MA, a bit line driver circuit BLD, a word line driver circuit WLD, a control logic circuit CLC, and an output circuit OPC. In this configuration example, the bit line driver circuit BLD, the word line driver circuit WLD, the control logic circuit CLC, and the output circuit OPC are collectively referred to as a peripheral circuit or a drive circuit.

メモリセルアレイMAは、列方向にm個(mは1以上の整数である。)、行方向にn個(nは1以上の整数である。)、マトリクス状にメモリセルMCが設けられている。なお、図11(A)では、i行j列(iは1以上m以下の整数であり、jは1以上n以下の整数である。)に位置するメモリセルMCをメモリセルMC[i,j]と記載しており、メモリセルMC[1,1]、メモリセルMC[m,1]、メモリセルMC[1,n]、及びメモリセルMC[m,n]以外のメモリセルMCの記載を省略している。   The memory cell array MA includes m (m is an integer of 1 or more) in the column direction, n (n is an integer of 1 or more) in the row direction, and memory cells MC are provided in a matrix. . Note that in FIG. 11A, a memory cell MC located in i row and j column (i is an integer of 1 to m and j is an integer of 1 to n) is defined as a memory cell MC [i, j], the memory cell MC [1,1], the memory cell MC [m, 1], the memory cell MC [1, n], and the memory cells MC other than the memory cell MC [m, n] Description is omitted.

メモリセルアレイMAは、一又は複数の配線を介して、ビット線ドライバ回路BLDと電気的に接続されている。加えて、メモリセルアレイMAは、一又は複数の配線を介して、ワード線ドライバ回路WLDと電気的に接続されている。なお、メモリセルアレイMAとビット線ドライバ回路BLDとを電気的に接続する配線の本数、及びメモリセルアレイMAとワード線ドライバ回路WLDとを電気的に接続する配線の本数は、メモリセルアレイMAが有するメモリセルMCの個数、及び一のメモリセルMCと電気的に接続される配線の本数によって、決められる。   The memory cell array MA is electrically connected to the bit line driver circuit BLD via one or a plurality of wirings. In addition, the memory cell array MA is electrically connected to the word line driver circuit WLD via one or a plurality of wirings. Note that the number of wirings that electrically connect the memory cell array MA and the bit line driver circuit BLD and the number of wirings that electrically connect the memory cell array MA and the word line driver circuit WLD are the memory included in the memory cell array MA. It is determined by the number of cells MC and the number of wirings electrically connected to one memory cell MC.

コントロールロジック回路CLCは、ビット線ドライバ回路BLDと電気的に接続されている。加えて、コントロールロジック回路CLCは、ワード線ドライバ回路WLDと電気的に接続されている。出力回路OPCは、ビット線ドライバ回路BLDと電気的に接続されている。   The control logic circuit CLC is electrically connected to the bit line driver circuit BLD. In addition, the control logic circuit CLC is electrically connected to the word line driver circuit WLD. The output circuit OPC is electrically connected to the bit line driver circuit BLD.

ビット線ドライバ回路BLDは、カラムデコーダ、プリチャージ回路、センスアンプ、書き込み回路などを有する。カラムデコーダの機能については、後述する。プリチャージ回路は、ビット線ドライバ回路BLDとメモリセルMCとを電気的に接続している、一部又は全部の配線をプリチャージする機能を有する。センスアンプは、メモリセルMCから読み出されたデータ信号を増幅する機能を有する。なお、増幅されたデータ信号は、出力回路OPCを介して、デジタルのデータ信号RDATAとして、半導体装置301の外部に出力される。書き込み回路は、外部から入力されたデータ信号WDATAをメモリセルMCに書き込む機能を有する。   The bit line driver circuit BLD includes a column decoder, a precharge circuit, a sense amplifier, a write circuit, and the like. The function of the column decoder will be described later. The precharge circuit has a function of precharging part or all of the wiring that electrically connects the bit line driver circuit BLD and the memory cell MC. The sense amplifier has a function of amplifying a data signal read from the memory cell MC. Note that the amplified data signal is output to the outside of the semiconductor device 301 as a digital data signal RDATA through the output circuit OPC. The writing circuit has a function of writing the data signal WDATA input from the outside to the memory cell MC.

ワード線ドライバ回路WLDは、ローデコーダ、バッファ回路などを有する。ローデコーダの機能については、後述する。バッファ回路は、ワード線ドライバ回路WLDとメモリセルMCとを電気的に接続している、一部又は全部の配線に流れる選択信号を増幅する機能を有する。   The word line driver circuit WLD includes a row decoder, a buffer circuit, and the like. The function of the row decoder will be described later. The buffer circuit has a function of amplifying a selection signal flowing in part or all of the wiring that electrically connects the word line driver circuit WLD and the memory cell MC.

また、半導体装置301には、外部から入力信号として、チップイネーブル信号CE、書き込みイネーブル信号WE、読み出しイネーブル信号REが入力される。具体的には、これらの入力信号は、コントロールロジック回路CLCに入力される。コントロールロジック回路CLCは、これらの入力信号を基にローデコーダ、及びカラムデコーダの制御信号をそれぞれ生成して、ローデコーダ、及びカラムデコーダにそれぞれ送信する。なお、コントロールロジック回路CLCが処理する信号は、これに限定されるものではなく、必要に応じて、他の制御信号を入力する構成としてもよい。   In addition, a chip enable signal CE, a write enable signal WE, and a read enable signal RE are input to the semiconductor device 301 as input signals from the outside. Specifically, these input signals are input to the control logic circuit CLC. The control logic circuit CLC generates control signals for the row decoder and the column decoder based on these input signals, and transmits them to the row decoder and the column decoder, respectively. The signal processed by the control logic circuit CLC is not limited to this, and another control signal may be input as necessary.

ローデコーダ、及びカラムデコーダは、コントロールロジック回路CLCから送られる制御信号と、外部から入力されるアドレス信号ADDRと、に基づいて、メモリセルアレイMAのメモリセルMCに対して、書き込み動作、又は読み出し動作を行う機能を有する。具体的には、ローデコーダ、は、コントロールロジック回路CLCから送られる制御信号と、外部から入力されるアドレス信号ADDRと、に基づいて、書き込み又は読み出しの対象となるメモリセルMCを選択する信号を生成して、メモリセルアレイMAに送信する機能を有する。加えて、カラムデコーダは、コントロールロジック回路CLCから送られる制御信号と、外部から入力されるアドレス信号ADDRと、に基づいてメモリセルMCを選択する機能を有する。書き込みを行う場合、選択されたメモリセルMCは、書き込み回路によって、データ信号WDATAが書き込まれる。また、読み出しを行う場合、プリチャージ回路とセンスアンプ回路とによって、選択されたメモリセルMCから保持データが読み出される。   The row decoder and the column decoder perform a write operation or a read operation on the memory cell MC of the memory cell array MA based on a control signal sent from the control logic circuit CLC and an address signal ADDR inputted from the outside. It has a function to perform. Specifically, the row decoder outputs a signal for selecting a memory cell MC to be written or read based on a control signal sent from the control logic circuit CLC and an address signal ADDR inputted from the outside. It has a function of generating and transmitting to the memory cell array MA. In addition, the column decoder has a function of selecting a memory cell MC based on a control signal sent from the control logic circuit CLC and an address signal ADDR input from the outside. When writing is performed, the data signal WDATA is written into the selected memory cell MC by the writing circuit. When reading is performed, the held data is read from the selected memory cell MC by the precharge circuit and the sense amplifier circuit.

半導体装置301には、外部から電源電圧として基準電圧(GND)、低電源電圧(VSS)、周辺回路用の高電源電圧(VDD)、メモリセルアレイMC用の高電源電圧(VIL)が供給される。なお、上述した外部からの電源電圧は一例であり、半導体装置301の構成によっては、適宜外部からの電源電圧の種類を増減してもよい。   The semiconductor device 301 is supplied with a reference voltage (GND), a low power supply voltage (VSS), a high power supply voltage (VDD) for peripheral circuits, and a high power supply voltage (VIL) for the memory cell array MC as power supply voltages from the outside. . Note that the above-described external power supply voltage is merely an example, and depending on the configuration of the semiconductor device 301, the type of external power supply voltage may be increased or decreased as appropriate.

半導体装置301は、図1及び図3のそれぞれに記載の半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102c、図5乃至図8に記載の半導体装置102a、半導体装置102b、図9に記載の半導体装置102として、基板101上に設けることができる。   The semiconductor device 301 includes the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c illustrated in FIGS. 1 and 3, the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device illustrated in FIG. 9, respectively. 102 can be provided over the substrate 101.

なお、本発明の一態様の構成は、半導体装置301に限定せず、駆動回路を半導体装置301の内部ではなく、半導体装置301の外部に設ける構成としてもよい。その場合の半導体装置の例を図11(B)に示す。半導体装置302は、半導体装置301を、メモリセルアレイ部302a(メモリセルアレイMA)と、駆動回路部302bと、に分けた構成となっている。   Note that the structure of one embodiment of the present invention is not limited to the semiconductor device 301, and a driver circuit may be provided outside the semiconductor device 301 instead of inside the semiconductor device 301. An example of the semiconductor device in that case is illustrated in FIG. The semiconductor device 302 has a configuration in which the semiconductor device 301 is divided into a memory cell array unit 302a (memory cell array MA) and a drive circuit unit 302b.

この構成としては、例えば、記憶装置100に適用することができる。具体的には、メモリセルアレイ部302aを、図1に記載の半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102cとして、基板101上に設け、かつ駆動回路部302bを電子機器などが備える回路基板上に設けることができる。なお、本構成は、記憶装置100を該回路基板上に実装され、メモリセルアレイ部302aと駆動回路部302bとは、FPC(Flexible Print Circuit)、ワイヤボンディングなどで電気的に接続される構成とすればよい。   This configuration can be applied to the storage device 100, for example. Specifically, the memory cell array portion 302a is provided over the substrate 101 as the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c illustrated in FIG. 1, and the driving circuit portion 302b is provided over an electronic device or the like. Can be provided. Note that in this configuration, the memory device 100 is mounted on the circuit board, and the memory cell array unit 302a and the drive circuit unit 302b are electrically connected by FPC (Flexible Print Circuit), wire bonding, or the like. That's fine.

図12(A)は、記憶装置100を回路基板302d上に実装し、記憶装置100の有するメモリセルアレイ部302aと駆動回路部302bとをFPC302cによって電気的に接続した例を示している。   FIG. 12A illustrates an example in which the memory device 100 is mounted over a circuit board 302d and the memory cell array portion 302a and the driver circuit portion 302b included in the memory device 100 are electrically connected by an FPC 302c.

このように、駆動回路部302bを、記憶装置100の外部の回路基板302d上に設けることによって、可撓性を有する基板上に、より大きい面積のメモリセルアレイMAを設けることができる。これにより、記憶装置100の記憶容量を大きくすることができる。   In this manner, by providing the driver circuit portion 302b over the circuit substrate 302d outside the memory device 100, the memory cell array MA having a larger area can be provided over the flexible substrate. Thereby, the storage capacity of the storage device 100 can be increased.

また、メモリセルアレイ部302a(メモリセルアレイMA)と、駆動回路部302bと、に分けた構成としては、例えば、記憶装置111に適用することができる。具体的には、メモリセルアレイ部302aを、図5に記載の半導体装置102a、半導体装置102bとして、それぞれ基板101a上、基板101b上に設け、かつ駆動回路部302bを電子機器などが備える回路基板302d上に設けることができる。なお、本構成は、記憶装置111は該回路基板上などに有するスロットに実装される構成とすればよい。   Further, the configuration divided into the memory cell array unit 302a (memory cell array MA) and the drive circuit unit 302b can be applied to the storage device 111, for example. Specifically, the memory cell array portion 302a is provided as the semiconductor device 102a and the semiconductor device 102b illustrated in FIG. 5 on the substrate 101a and the substrate 101b, respectively, and the circuit board 302d provided with the drive circuit portion 302b in an electronic device or the like. Can be provided above. Note that in this configuration, the storage device 111 may be mounted in a slot provided on the circuit board or the like.

図12(B1)は、記憶装置111を回路基板302d上に有するスロット302eに実装する様子を示し、図12(B2)は、記憶装置111をスロット302eに填めた様子を示している。スロット302eは、記憶装置111と電気的に接続するための端子302fを有しており、記憶装置111をスロット302eに填めることにより、端子302fと記憶装置111の端子104とが電気的に接続される。駆動回路部302bは、例えば、スロット302eに備えてもよいし、回路基板302d上に設けられてもよい。また、駆動回路部302bは、例えば、配線302gを介して、スロット302eと電気的に接続される構成であってもよい。   FIG. 12B1 shows a state in which the memory device 111 is mounted in the slot 302e provided on the circuit board 302d, and FIG. 12B2 shows a state in which the memory device 111 is fitted in the slot 302e. The slot 302e has a terminal 302f for electrical connection with the storage device 111. By inserting the storage device 111 into the slot 302e, the terminal 302f and the terminal 104 of the storage device 111 are electrically connected. Is done. The drive circuit unit 302b may be provided in, for example, the slot 302e or may be provided on the circuit board 302d. In addition, the drive circuit portion 302b may be configured to be electrically connected to the slot 302e via the wiring 302g, for example.

このように、駆動回路部302bを、記憶装置111の外部に構成することによって、可撓性を有する基板上に、より大きい面積のメモリセルアレイMAを設けることができる。これにより、記憶装置111の記憶容量を大きくすることができる。   In this manner, by configuring the drive circuit portion 302b outside the storage device 111, the memory cell array MA having a larger area can be provided over a flexible substrate. Thereby, the storage capacity of the storage device 111 can be increased.

また、メモリセルアレイ部302a(メモリセルアレイMA)と、駆動回路部302bと、に分けた構成としては、例えば、記憶装置120、又は記憶装置120Aに適用することができる。具体的には、メモリセルアレイ部302aを、図9に記載の半導体装置102として、基板101上に設け、かつ駆動回路部302bを電子機器などが備える回路基板上に設けることができる。なお、本構成は、記憶装置120は留め具、ホルダーなどを用いて実装され、メモリセルアレイ部302aと駆動回路部302bとは、FPC、ワイヤボンディングなどで電気的に接続され構成とすればよい。   The configuration divided into the memory cell array portion 302a (memory cell array MA) and the drive circuit portion 302b can be applied to, for example, the storage device 120 or the storage device 120A. Specifically, the memory cell array portion 302a can be provided over the substrate 101 as the semiconductor device 102 illustrated in FIG. 9, and the driver circuit portion 302b can be provided over a circuit substrate included in an electronic device or the like. Note that in this structure, the memory device 120 may be mounted using a fastener, a holder, and the like, and the memory cell array portion 302a and the driver circuit portion 302b may be electrically connected by FPC, wire bonding, or the like.

図13(A)は、記憶装置120を回路基板302d上に実装し、記憶装置100の有するメモリセルアレイ部302aと駆動回路部302bとを異方性導電材料などを用いて電気的に接続した例を示している。また、回路基板302dは、留め具302hを有し、図13(A)では、記憶装置120は、留め具302hによって回路基板302dに物理的に固定されている様子を図示している。   FIG. 13A illustrates an example in which the memory device 120 is mounted over the circuit board 302d and the memory cell array portion 302a and the driver circuit portion 302b included in the memory device 100 are electrically connected using an anisotropic conductive material or the like. Is shown. Further, the circuit board 302d includes a fastener 302h, and FIG. 13A illustrates a state in which the storage device 120 is physically fixed to the circuit board 302d by the fastener 302h.

図13(B)は、記憶装置120Aを回路基板302d上に有するホルダー302kに実装する様子を示している。ホルダー302kは、記憶装置120Aと電気的に接続するための端子302fを有しており、記憶装置120Aをホルダー302kに填めることにより、端子302fと記憶装置120Aの端子104とが電気的に接続される。駆動回路部302bは、例えば、ホルダー302kに備えてもよいし、回路基板302d上に設けもよい。また、例えば、駆動回路部302bは、配線302gを介して、スロット302eと電気的に接続される構成であってもよい。   FIG. 13B shows a state where the storage device 120A is mounted on a holder 302k having a circuit board 302d. The holder 302k has a terminal 302f for electrical connection with the storage device 120A. By fitting the storage device 120A into the holder 302k, the terminal 302f and the terminal 104 of the storage device 120A are electrically connected. Is done. The drive circuit unit 302b may be provided in the holder 302k, for example, or may be provided on the circuit board 302d. For example, the drive circuit portion 302b may be configured to be electrically connected to the slot 302e through the wiring 302g.

<構成例2>
次に、半導体装置301及び半導体装置302とは異なる構成例を図14に示す。
<Configuration example 2>
Next, a structural example different from the semiconductor device 301 and the semiconductor device 302 is illustrated in FIG.

半導体装置303は、回路303aと、回路303bと、回路303cと、を有する。回路303aは、本実施の形態の構成例1で説明した半導体装置301と同様の構成を有する。なお、回路303aは、ワード線ドライバ回路WLD1を有し、ワード線ドライバ回路WLD1は、半導体装置301におけるワード線ドライバ回路WLDに相当する。加えて、回路303aは、メモリセルアレイMA1を有し、メモリセルアレイMA1は、半導体装置301におけるメモリセルアレイMAに相当する。   The semiconductor device 303 includes a circuit 303a, a circuit 303b, and a circuit 303c. The circuit 303a has a configuration similar to that of the semiconductor device 301 described in Configuration Example 1 of this embodiment. Note that the circuit 303a includes a word line driver circuit WLD1, and the word line driver circuit WLD1 corresponds to the word line driver circuit WLD in the semiconductor device 301. In addition, the circuit 303a includes a memory cell array MA1, and the memory cell array MA1 corresponds to the memory cell array MA in the semiconductor device 301.

回路303bは、ワード線ドライバ回路WLD2と、メモリセルアレイMA2と、を有する。回路303cは、ワード線ドライバ回路WLD3と、メモリセルアレイMA3と、を有する。   The circuit 303b includes a word line driver circuit WLD2 and a memory cell array MA2. The circuit 303c includes a word line driver circuit WLD3 and a memory cell array MA3.

メモリセルアレイMA1は、ビット線ドライバ回路BLDと電気的に接続される配線によって、メモリセルアレイMA2と電気的に接続されている。加えて、メモリセルアレイMA2は、ビット線ドライバ回路BLDと電気的に接続される配線によって、メモリセルアレイMA3と電気的に接続されている。   The memory cell array MA1 is electrically connected to the memory cell array MA2 by wiring electrically connected to the bit line driver circuit BLD. In addition, the memory cell array MA2 is electrically connected to the memory cell array MA3 by a wiring electrically connected to the bit line driver circuit BLD.

メモリセルアレイMA2、及びメモリセルアレイMA3は、それぞれマトリクス状にメモリセルMCが設けられている。但し、図14において、メモリセルアレイMA2、及びメモリセルアレイMA3は、1行分のメモリセルしか図示していない。   The memory cell array MA2 and the memory cell array MA3 are each provided with memory cells MC in a matrix. However, in FIG. 14, the memory cell array MA2 and the memory cell array MA3 show only one row of memory cells.

メモリセルアレイMA2、及びメモリセルアレイMA3のそれぞれは、メモリセルアレイMA1と同様に、列方向にm個、行方向にn個のメモリセルを有する。なお、メモリセルアレイMA1乃至メモリセルアレイMA3は、互いに同数のメモリセルを有さなくてもよく、例えば、メモリセルアレイMA1は、列方向にm個、行方向にn個のメモリセルを有し、メモリセルアレイMA2は、列方向にp個(pは1以上でmでない整数である。)、行方向にn個のメモリセルを有し、メモリセルアレイMA3は、列方向にq個(qは1以上で、mとpでない整数である。)、行方向にn個のメモリセルを有する構成としてもよい。この構成は、メモリセルアレイMA2及びメモリセルアレイMA3のそれぞれの行方向のメモリセルの数を、ビット線ドライバ回路BLDとメモリセルアレイMA1と電気的に接続している配線の数と同一としている。なお、メモリセルアレイMA1乃至メモリセルアレイMA3のそれぞれの行方向のメモリセルの数は、互いに一致していなくてもよい場合がある。   Each of the memory cell array MA2 and the memory cell array MA3 has m memory cells in the column direction and n memory cells in the row direction, like the memory cell array MA1. Note that the memory cell arrays MA1 to MA3 do not have to have the same number of memory cells. For example, the memory cell array MA1 has m memory cells in the column direction and n memory cells in the row direction. The cell array MA2 has p memory cells in the column direction (p is an integer greater than or equal to 1 and not m) and n memory cells in the row direction, and the memory cell array MA3 has q memory cells MA3 in the column direction (q is 1 or more). And an integer other than m and p.), It may be configured to have n memory cells in the row direction. In this configuration, the number of memory cells in each row direction of the memory cell array MA2 and the memory cell array MA3 is the same as the number of wirings electrically connected to the bit line driver circuit BLD and the memory cell array MA1. Note that the number of memory cells in each row direction of the memory cell arrays MA1 to MA3 may not necessarily match each other.

ワード線ドライバ回路WLD1は、メモリセルアレイMA1が有するメモリセルを選択する機能を有し、ワード線ドライバ回路WLD2は、メモリセルアレイMA2が有するメモリセルを選択する機能を有し、ワード線ドライバ回路WLD3は、メモリセルアレイMA3が有するメモリセルを選択する機能を有する。ワード線ドライバ回路WLD1は、ワード線ドライバ回路WLD2及びワード線ドライバ回路WLD3と電気的に接続されており、図14では、ワード線ドライバ回路WLD1乃至ワード線ドライバ回路WLD3をまとめて、ワード線ドライバ回路WLDと図示している。つまり、ワード線ドライバ回路WLDは、メモリセルアレイMA1乃至メモリセルアレイMA3のいずれかが有するメモリセルを選択する機能を有することになる。   The word line driver circuit WLD1 has a function of selecting a memory cell included in the memory cell array MA1, the word line driver circuit WLD2 has a function of selecting a memory cell included in the memory cell array MA2, and the word line driver circuit WLD3 The memory cell array MA3 has a function of selecting a memory cell. The word line driver circuit WLD1 is electrically connected to the word line driver circuit WLD2 and the word line driver circuit WLD3. In FIG. 14, the word line driver circuit WLD1 to the word line driver circuit WLD3 are combined into a word line driver circuit. Illustrated as WLD. That is, the word line driver circuit WLD has a function of selecting a memory cell included in any of the memory cell arrays MA1 to MA3.

なお、上述の構成例の半導体装置303は、回路303a、回路303b、回路303cのそれぞれに、ワード線ドライバ回路WLD1乃至ワード線ドライバ回路WLD3を有する構成としたが、ワード線ドライバ回路WLD1乃至ワード線ドライバ回路WLD3をまとめてワード線ドライバ回路WLDとして回路303aに有する構成としてもよい。   Note that the semiconductor device 303 having the above-described structure example has the word line driver circuit WLD1 to the word line driver circuit WLD3 in each of the circuit 303a, the circuit 303b, and the circuit 303c, but the word line driver circuit WLD1 to the word line The driver circuit WLD3 may be integrated into the circuit 303a as the word line driver circuit WLD.

その場合の構成を図15に示す。半導体装置304は、回路304aと、回路304bと、回路304cと、を有し、回路304aは、ワード線ドライバ回路WLDを有する。特に、ワード線ドライバ回路WLDは、メモリセルアレイMA1乃至メモリセルアレイMA3が有するメモリセルを選択する機能を有する。そのため、回路304b及び回路304cは、ワード線ドライバ回路を有していない。   The configuration in that case is shown in FIG. The semiconductor device 304 includes a circuit 304a, a circuit 304b, and a circuit 304c, and the circuit 304a includes a word line driver circuit WLD. In particular, the word line driver circuit WLD has a function of selecting memory cells included in the memory cell arrays MA1 to MA3. Therefore, the circuit 304b and the circuit 304c do not have a word line driver circuit.

半導体装置303及び半導体装置304は、図1及び図3のそれぞれに記載の半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102c、図5乃至図8に記載の半導体装置102a、半導体装置102b、又は図9に記載の半導体装置102として、可撓性を有する基板上に設けることができる。   The semiconductor device 303 and the semiconductor device 304 include the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c illustrated in FIGS. 1 and 3, respectively, the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102b illustrated in FIGS. The semiconductor device 102 can be provided over a flexible substrate.

特に、半導体装置303及び半導体装置304の構成としては、例えば、記憶装置110を作製する場合に好適である。半導体装置303の構成で記憶装置110を作製する場合、回路303aを図3(A)に記載の半導体装置102aとし、回路303bを図3(A)に記載の半導体装置102bとし、回路303cを図3(A)に記載の半導体装置102cとする。更に、回路303aと回路303bとを電気的に接続する配線を103aとし、回路303bと回路303cとを電気的に接続する配線を103bとして、基板101上に設けることで、図3において、基板101の曲げられている領域に回路303a、回路303b、回路303cが設けられない構成とすることができる。   In particular, the structures of the semiconductor device 303 and the semiconductor device 304 are suitable for manufacturing the memory device 110, for example. In the case of manufacturing the memory device 110 with the structure of the semiconductor device 303, the circuit 303a is the semiconductor device 102a illustrated in FIG. 3A, the circuit 303b is the semiconductor device 102b illustrated in FIG. 3A, and the circuit 303c is illustrated. The semiconductor device 102c is described in 3 (A). Further, the wiring that electrically connects the circuit 303a and the circuit 303b is 103a, and the wiring that electrically connects the circuit 303b and the circuit 303c is 103b, which is provided over the substrate 101. In FIG. The circuit 303a, the circuit 303b, and the circuit 303c may not be provided in the bent region.

また、半導体装置304の構成で記憶装置110を作製する場合、回路304a、回路304b、回路304cのそれぞれを図3(A)に記載の半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102cとし、回路303aと回路303bとを電気的に接続する配線を103aとし、回路303bと回路303cとを電気的に接続する配線を103bとして、基板101上に設けることで、半導体装置303の構成で記憶装置110を作製する場合と同様の効果を得ることができる。   In the case where the memory device 110 is manufactured with the structure of the semiconductor device 304, the circuits 304a, 304b, and 304c are referred to as the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c illustrated in FIG. The wiring for electrically connecting the circuit 303b and the circuit 303b is 103a, and the wiring for electrically connecting the circuit 303b and the circuit 303c is 103b, which is provided over the substrate 101, so that the memory device 110 is configured with the structure of the semiconductor device 303. The same effects as in the case of manufacturing can be obtained.

つまり、半導体装置303、及び半導体装置304の構成によって、回路303a、回路303b、回路303cに対して、曲げによって生じる応力の影響を与えずに済むことができる。   That is, depending on the configuration of the semiconductor device 303 and the semiconductor device 304, the circuit 303a, the circuit 303b, and the circuit 303c can be prevented from being affected by stress caused by bending.

なお、本発明の一態様の構成は、半導体装置303及び半導体装置304に限定せず、駆動回路(ビット線ドライバ回路BLD、ワード線ドライバ回路WLD、コントロールロジック回路CLC、出力回路OPC)を半導体装置303又は半導体装置304の内部ではなく、それぞれの外部に設ける構成としてもよい。その場合の半導体装置の例を図16に示す。半導体装置305は、半導体装置303又は半導体装置304を、メモリセルアレイ部305a(メモリセルアレイMA1)と、メモリセルアレイ部305b(メモリセルアレイMA2)と、メモリセルアレイ部305c(メモリセルアレイMA3)と、駆動回路部305pと、に分けた構成となっている。なお、メモリセルアレイ部305aは、駆動回路部305pとメモリセルアレイ部305bとを電気的に接続する配線、及び駆動回路部305pとメモリセルアレイ部305cとを電気的に接続する配線を有する。   Note that the structure of one embodiment of the present invention is not limited to the semiconductor device 303 and the semiconductor device 304, and a driver circuit (a bit line driver circuit BLD, a word line driver circuit WLD, a control logic circuit CLC, or an output circuit OPC) is included in the semiconductor device. 303 or the semiconductor device 304 may be provided outside the semiconductor device 304. An example of the semiconductor device in that case is shown in FIG. The semiconductor device 305 includes a semiconductor device 303 or a semiconductor device 304, a memory cell array unit 305a (memory cell array MA1), a memory cell array unit 305b (memory cell array MA2), a memory cell array unit 305c (memory cell array MA3), and a drive circuit unit. The configuration is divided into 305p. Note that the memory cell array unit 305a includes wirings that electrically connect the drive circuit unit 305p and the memory cell array unit 305b, and wirings that electrically connect the drive circuit unit 305p and the memory cell array unit 305c.

この構成としては、例えば、記憶装置110を作製するとき、メモリセルアレイ部305aを図3に記載の半導体装置102aとし、メモリセルアレイ部305bを半導体装置102bとし、メモリセルアレイ部305cを半導体装置102cとして基板101上に設け、かつ駆動回路部305pを電子機器などが備える回路基板上に設ける場合に有効である。なお、本構成は、記憶装置110を該回路基板上に実装し、メモリセルアレイ部302aと駆動回路部302bとは、FPC、又はワイヤボンディングなどで電気的に接続する構成とすればよい。   For example, when the memory device 110 is manufactured, the memory cell array unit 305a is the semiconductor device 102a illustrated in FIG. 3, the memory cell array unit 305b is the semiconductor device 102b, and the memory cell array unit 305c is the semiconductor device 102c. This is effective when provided on the circuit board 101 and on the circuit board provided in the electronic device or the like. Note that in this structure, the memory device 110 may be mounted on the circuit board, and the memory cell array portion 302a and the driver circuit portion 302b may be electrically connected by FPC, wire bonding, or the like.

図17は、記憶装置110を回路基板302d上に実装し、記憶装置110の有するメモリセルアレイ部305aと駆動回路部305pとをFPC305dによって電気的に接続した例を示している。   FIG. 17 illustrates an example in which the memory device 110 is mounted over the circuit board 302d and the memory cell array unit 305a and the driver circuit unit 305p included in the memory device 110 are electrically connected by the FPC 305d.

このように、駆動回路部302bを、記憶装置110の外部に構成することによって、可撓性を有する基板上に、より大きい面積のメモリセルアレイMAを設けることができる。これにより、記憶装置110の記憶容量を大きくすることができる。   In this manner, by configuring the drive circuit portion 302b outside the storage device 110, the memory cell array MA having a larger area can be provided over a flexible substrate. Thereby, the storage capacity of the storage device 110 can be increased.

ここで、本実施の形態で説明した、図12、図13、図17に示す実装例において、図11(B)、図16の構成例のように、駆動回路部302bを回路基板302d側に設ける利点について説明する。   Here, in the mounting examples shown in FIGS. 12, 13, and 17 described in this embodiment mode, the driver circuit portion 302b is placed on the circuit board 302d side as in the configuration examples in FIGS. The advantage provided will be described.

図11(B)(図16)の構成例のメモリセルアレイ部302a(メモリセルアレイ部305a乃至メモリセルアレイ部305c)が有するメモリセルとして、実施の形態3で説明する図18(A)(B)(C)、図19(A)(B)(C)(D)、図20(A)を用いる場合、これらのメモリセルに備えるトランジスタは全て実施の形態6で説明するOSトランジスタとすることができる。OSトランジスタは、オフ電流が非常に低い性質を有するため、例えば、メモリセルの電位の保持としてOSトランジスタを適用したとき、メモリセルに保持されているデータのリフレッシュの頻度を少なくすることができる。   18A and 18B described in Embodiment Mode 3 as memory cells included in the memory cell array portion 302a (the memory cell array portion 305a to the memory cell array portion 305c) in the configuration example of FIGS. C), FIG. 19A, FIG. 19B, FIG. 20D, and FIG. 20A, all of the transistors included in these memory cells can be OS transistors described in Embodiment 6. . Since the OS transistor has a very low off-state current, for example, when the OS transistor is used to hold the potential of the memory cell, the frequency of refreshing data held in the memory cell can be reduced.

一方、上述の構成例の駆動回路部302b(駆動回路部305p)は、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ(以下、Siトランジスタと呼称する。)を適用することができる。特に、駆動回路部302b(駆動回路部305p)は、ビット線ドライバ回路、ワード線ドライバ回路WLD、コントロールロジック回路CLCなどを有するため、これらの回路の性能を高くするには、Siトランジスタを用いて構成するのが良いことが知られている。   On the other hand, a transistor including silicon in a channel formation region (hereinafter referred to as an Si transistor) can be applied to the driver circuit portion 302b (the driver circuit portion 305p) having the above-described configuration example. In particular, the drive circuit portion 302b (drive circuit portion 305p) includes a bit line driver circuit, a word line driver circuit WLD, a control logic circuit CLC, and the like. To improve the performance of these circuits, Si transistors are used. It is known to be good to configure.

OSトランジスタとSiトランジスタの両方の特徴を活かすためには、記憶装置を、OSトランジスタとSiトランジスタと、の両方によって、同一基板上に構成することが望ましい。しかし、OSトランジスタを形成する工程と、ドライバなどに用いる高耐圧用のSiトランジスタを形成する工程と、には、熱処理に関する条件(温度、時間、雰囲気などが挙げられる。)が異なるため、OSトランジスタと高耐圧用のSiトランジスタを同一基板上で構成するのが難しい。そのため、Siトランジスタのみで構成した駆動回路部302b(駆動回路部305p)を回路基板302d側に形成し、OSトランジスタのみで構成したメモリセルアレイ部302a(メモリセルアレイ部305a乃至メモリセルアレイ部305c)を回路基板302dに実装する構成とすることで、OSトランジスタとSiトランジスタの両方の特徴を活かした記憶装置を実現することができる。   In order to make use of the characteristics of both the OS transistor and the Si transistor, it is desirable that the memory device be formed on the same substrate by both the OS transistor and the Si transistor. However, since the process for forming an OS transistor and the process for forming a high-breakdown-voltage Si transistor used for a driver or the like are different in terms of heat treatment (temperature, time, atmosphere, and the like), the OS transistor is different. It is difficult to construct a high breakdown voltage Si transistor on the same substrate. Therefore, a drive circuit portion 302b (drive circuit portion 305p) constituted only by Si transistors is formed on the circuit substrate 302d side, and a memory cell array portion 302a (memory cell array portion 305a to memory cell array portion 305c) constituted only by OS transistors is formed as a circuit. By adopting a structure mounted on the substrate 302d, a memory device utilizing the characteristics of both the OS transistor and the Si transistor can be realized.

なお、本実施の形態で説明した複数の構成例は、互いに適宜組み合わせることができる。   Note that the plurality of configuration examples described in this embodiment can be combined as appropriate.

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments described in this specification as appropriate.

(実施の形態3)
本実施の形態では、先の実施の形態で述べた記憶装置が有するメモリセルについて説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a memory cell included in the memory device described in the above embodiment will be described.

<DRAMのメモリセル>
図18(A)に、DRAMのメモリセルの回路構成例を示す。メモリセル410は、トランジスタM1と、容量素子C1と、を有する。なお、トランジスタM1は、デュアルゲート構造のトランジスタであり、フロントゲート(単にゲートと呼ぶ場合がある。)、及びバックゲートを有する。
<DRAM memory cell>
FIG. 18A shows a circuit configuration example of a DRAM memory cell. The memory cell 410 includes a transistor M1 and a capacitor C1. Note that the transistor M1 is a dual-gate transistor and includes a front gate (sometimes simply referred to as a gate) and a back gate.

トランジスタM1の第1端子は、容量素子C1の第1端子と電気的に接続され、トランジスタM1の第2端子は、配線BLと電気的に接続され、トランジスタM1のゲートは、配線WLと電気的に接続され、トランジスタM1のバックゲートは、配線BGLと電気的に接続されている。容量素子C1の第2端子は、配線CLと電気的に接続されている。   The first terminal of the transistor M1 is electrically connected to the first terminal of the capacitor C1, the second terminal of the transistor M1 is electrically connected to the wiring BL, and the gate of the transistor M1 is electrically connected to the wiring WL. The back gate of the transistor M1 is electrically connected to the wiring BGL. The second terminal of the capacitor C1 is electrically connected to the wiring CL.

配線BLは、ビット線として機能し、配線WLは、ワード線として機能する。配線CLは、容量素子C1の第2端子に所定の電位を印加するための配線として機能する。データの書き込み時、及び読み出し時において、配線CLには、低レベル電位(基準電位という場合がある。)を印加するのが好ましい。   The wiring BL functions as a bit line, and the wiring WL functions as a word line. The wiring CL functions as a wiring for applying a predetermined potential to the second terminal of the capacitor C1. It is preferable to apply a low-level potential (sometimes referred to as a reference potential) to the wiring CL during data writing and data reading.

配線BGLは、トランジスタM1のバックゲートに電位を印加するための配線として機能する。配線BGLに任意の電位を印加することによって、トランジスタM1のしきい値電圧を増減することができる。   The wiring BGL functions as a wiring for applying a potential to the back gate of the transistor M1. By applying an arbitrary potential to the wiring BGL, the threshold voltage of the transistor M1 can be increased or decreased.

データの書き込み及び読み出しは、配線WLに高レベル電位を印加し、トランジスタM1を導通状態にし、配線BLと容量素子C1の第1端子を電気的に接続することによって行われる。   Data writing and reading are performed by applying a high-level potential to the wiring WL, turning on the transistor M1, and electrically connecting the wiring BL and the first terminal of the capacitor C1.

また、先の実施の形態で述べた半導体装置が有するメモリセルは、メモリセル410に限定されない。状況によって、場合によって、または、必要に応じて、回路の取捨、回路の接続の変更などをすることができる。   The memory cell included in the semiconductor device described in the above embodiment is not limited to the memory cell 410. Depending on the situation, the circuit can be discarded, the connection of the circuit can be changed, etc., depending on the situation or if necessary.

例えば、先の実施の形態で述べた半導体装置が有するメモリセルは、図18(B)に示すようなメモリセルの構成でもよい。メモリセル420は、デュアルゲート構造のトランジスタM1のバックゲートが、配線BGLでなく、配線WLと電気的に接続される構成となっている。このような構成にすることによって、トランジスタM1のバックゲートに、トランジスタM1のゲートと同じ電位を印加することができるため、トランジスタM1が導通状態のときにおいて、トランジスタM1に流れる電流を増加することができる。   For example, the memory cell included in the semiconductor device described in the above embodiment may have a memory cell structure as illustrated in FIG. The memory cell 420 has a structure in which the back gate of the dual-gate transistor M1 is electrically connected to the wiring WL instead of the wiring BGL. With this configuration, the same potential as that of the gate of the transistor M1 can be applied to the back gate of the transistor M1, and thus the current flowing through the transistor M1 can be increased when the transistor M1 is in a conductive state. it can.

また、例えば、先の実施の形態で述べた半導体装置が有するメモリセルは、シングルゲート構造のトランジスタ、つまりバックゲートを有さないトランジスタM1で構成されたメモリセルとしてもよい。そのメモリセルの回路構成例を図9(A3)に示す。メモリセル420は、メモリセル410のトランジスタM1からバックゲートを除いた構成となっている。なお、該半導体装置にメモリセル430を適用することによって、トランジスタM1はバックゲートを有さないため、該半導体装置の作製工程をメモリセル410、及びメモリセル420よりも短縮することができる。   For example, the memory cell included in the semiconductor device described in any of the above embodiments may be a memory cell including a single-gate transistor, that is, a transistor M1 having no back gate. A circuit configuration example of the memory cell is illustrated in FIG. The memory cell 420 is configured by removing the back gate from the transistor M1 of the memory cell 410. Note that by applying the memory cell 430 to the semiconductor device, the transistor M1 does not have a back gate; therefore, the manufacturing process of the semiconductor device can be shortened compared to the memory cell 410 and the memory cell 420.

<2トランジスタ1容量素子のゲインセル型のメモリセル>
図19(A)に、2トランジスタ1容量素子のゲインセル型のメモリセルの回路構成例を示す。メモリセル440は、トランジスタM2と、トランジスタM3と、容量素子C2と、を有する。なお、トランジスタM2は、デュアルゲート構造のトランジスタであり、フロントゲート(単にゲートと呼ぶ場合がある。)、及びバックゲートを有する。
<Gain cell type memory cell with two transistors and one capacitor>
FIG. 19A shows a circuit configuration example of a gain cell type memory cell having two transistors and one capacitor. The memory cell 440 includes a transistor M2, a transistor M3, and a capacitor C2. Note that the transistor M2 is a dual-gate transistor and includes a front gate (sometimes simply referred to as a gate) and a back gate.

トランジスタM2の第1端子は、容量素子C2の第1端子と電気的に接続され、トランジスタM2の第2端子は、配線WBLと電気的に接続され、トランジスタM2のゲートは、配線WLと電気的に接続され、トランジスタM2のバックゲートは、配線BGLと電気的に接続されている。容量素子C2の第2端子は、配線CLと電気的に接続されている。トランジスタM3の第1端子は、配線RBLと電気的に接続され、トランジスタM3の第2端子は、配線SLと電気的に接続され、トランジスタM3のゲートは、容量素子C2の第1端子と電気的に接続されている。   The first terminal of the transistor M2 is electrically connected to the first terminal of the capacitor C2, the second terminal of the transistor M2 is electrically connected to the wiring WBL, and the gate of the transistor M2 is electrically connected to the wiring WL. The back gate of the transistor M2 is electrically connected to the wiring BGL. A second terminal of the capacitor C2 is electrically connected to the wiring CL. A first terminal of the transistor M3 is electrically connected to the wiring RBL, a second terminal of the transistor M3 is electrically connected to the wiring SL, and a gate of the transistor M3 is electrically connected to the first terminal of the capacitor C2. It is connected to the.

配線WBLは、書き込みビット線として機能し、配線RBLは、読み出しビット線として機能し、配線WLは、ワード線として機能する。配線CLは、容量素子C2の第2端子に所定の電位を印加するための配線として機能する。データの書き込み時、データ保持の最中、データの読み出し時において、配線CLには、低レベル電位(基準電位という場合がある)を印加するのが好ましい。   The wiring WBL functions as a write bit line, the wiring RBL functions as a read bit line, and the wiring WL functions as a word line. The wiring CL functions as a wiring for applying a predetermined potential to the second terminal of the capacitor C2. It is preferable to apply a low-level potential (sometimes referred to as a reference potential) to the wiring CL during data writing, during data holding, and during data reading.

配線BGLは、トランジスタM2のバックゲートに電位を印加するための配線として機能する。配線BGLに任意の電位を印加することによって、トランジスタM2のしきい値電圧を増減することができる。   The wiring BGL functions as a wiring for applying a potential to the back gate of the transistor M2. By applying an arbitrary potential to the wiring BGL, the threshold voltage of the transistor M2 can be increased or decreased.

データの書き込みは、配線WLに高レベル電位を印加し、トランジスタM2を導通状態にし、配線WBLと容量素子C2の第1端子を電気的に接続することによって行われる。具体的には、トランジスタM2が導通状態のときに、配線WBLに記録する情報に対応する電位を印加し、容量素子C2の第1端子、及びトランジスタM3のゲートに該電位を書き込む。その後、配線WLに低レベル電位を印加し、トランジスタM2を非導通状態にすることによって、容量素子C2の第1端子の電位、及びトランジスタM3のゲートの電位を保持する。   Data is written by applying a high-level potential to the wiring WL, turning on the transistor M2, and electrically connecting the wiring WBL and the first terminal of the capacitor C2. Specifically, when the transistor M2 is in a conductive state, a potential corresponding to information recorded in the wiring WBL is applied, and the potential is written to the first terminal of the capacitor C2 and the gate of the transistor M3. After that, by applying a low-level potential to the wiring WL and turning off the transistor M2, the potential of the first terminal of the capacitor C2 and the potential of the gate of the transistor M3 are held.

データの読み出しは、配線SLに所定の電位を印加することによって行われる。トランジスタM3のソース−ドレイン間に流れる電流、及びトランジスタM3の第1端子の電位は、トランジスタM3のゲートの電位、及びトランジスタM3の第2端子の電位によって決まるので、トランジスタM3の第1端子に接続されている配線RBLの電位を読み出すことによって、容量素子C2の第1端子(又はトランジスタM3のゲート)に保持されている電位を読み出すことができる。つまり、容量素子C2の第1端子(又はトランジスタM3のゲート)に保持されている電位から、このメモリセルに書き込まれている情報を読み出すことができる。   Data is read by applying a predetermined potential to the wiring SL. Since the current flowing between the source and drain of the transistor M3 and the potential of the first terminal of the transistor M3 are determined by the potential of the gate of the transistor M3 and the potential of the second terminal of the transistor M3, they are connected to the first terminal of the transistor M3. By reading the potential of the connected wiring RBL, the potential held in the first terminal of the capacitor C2 (or the gate of the transistor M3) can be read. That is, information written in the memory cell can be read from the potential held in the first terminal of the capacitor C2 (or the gate of the transistor M3).

また、先の実施の形態で述べた半導体装置が有するメモリセルは、メモリセル440に限定されない。状況によって、場合によって、または、必要に応じて、回路の取捨、回路の接続の変更などをすることができる。   The memory cell included in the semiconductor device described in the above embodiment is not limited to the memory cell 440. Depending on the situation, the circuit can be discarded, the connection of the circuit can be changed, etc., depending on the situation or if necessary.

例えば、先の実施の形態で述べた半導体装置が有するメモリセルは、図19(B)に示すようなメモリセルの構成でもよい。メモリセル450は、図18(B)のメモリセル420が有するトランジスタM1と同様に、デュアルゲート構造のトランジスタM2のバックゲートが、配線BGLでなく、配線WLと電気的に接続される構成となっている。このような構成にすることによって、トランジスタM2のバックゲートに、トランジスタM2のゲートと同じ電位を印加することができるため、トランジスタM2が導通状態のときにおいて、トランジスタM2に流れる電流を増加することができる。   For example, the memory cell included in the semiconductor device described in the above embodiment may have a memory cell structure as illustrated in FIG. As in the transistor M1 included in the memory cell 420 in FIG. 18B, the memory cell 450 has a structure in which the back gate of the dual-gate transistor M2 is electrically connected to the wiring WL instead of the wiring BGL. ing. With such a structure, the same potential as that of the gate of the transistor M2 can be applied to the back gate of the transistor M2, so that the current flowing through the transistor M2 can be increased when the transistor M2 is in a conductive state. it can.

また、例えば、先の実施の形態で述べた半導体装置が有するメモリセルは、バックゲートを有さないトランジスタM2で構成されたメモリセルであってもよい。そのメモリセルの回路構成例を図19(C)に示す。メモリセル460は、メモリセル440のトランジスタM2からバックゲートを除いた構成となっている。なお、該半導体装置にメモリセル460を適用することによって、トランジスタM2はバックゲートを有さないため、該半導体装置の作製工程をメモリセル460、及びメモリセル450よりも短縮することができる。   For example, the memory cell included in the semiconductor device described in any of the above embodiments may be a memory cell including a transistor M2 having no back gate. An example of a circuit configuration of the memory cell is shown in FIG. The memory cell 460 has a configuration in which the back gate is removed from the transistor M2 of the memory cell 440. Note that by applying the memory cell 460 to the semiconductor device, the transistor M2 does not have a back gate; thus, the manufacturing process of the semiconductor device can be shortened compared to the memory cell 460 and the memory cell 450.

また、例えば、配線WBLと配線RBLを一本の配線BLとしてまとめた構成であってもよい。そのメモリセルの回路構成例を図19(D)に示す。メモリセル470は、メモリセル440の配線WBLと配線RBLを一本の配線BLとして、トランジスタM2の第2端子、及びトランジスタM3の第1端子が、配線BLと電気的に接続されている構成となっている。つまり、メモリセル470は、書き込みビット線と、読み出しビット線と、を1本の配線BLとして動作する構成となっている。   For example, the wiring WBL and the wiring RBL may be combined as a single wiring BL. An example of a circuit configuration of the memory cell is shown in FIG. The memory cell 470 has a structure in which the wiring WBL and the wiring RBL of the memory cell 440 are used as one wiring BL and the second terminal of the transistor M2 and the first terminal of the transistor M3 are electrically connected to the wiring BL. It has become. That is, the memory cell 470 has a configuration in which the write bit line and the read bit line operate as one wiring BL.

<3トランジスタ1容量素子のゲインセル型のメモリセル>
図20(A)に3トランジスタ1容量素子のゲインセル型のメモリセルを示す。メモリセル480は、トランジスタM4乃至トランジスタM6と、容量素子C3と、を有する。なお、トランジスタM4は、デュアルゲート構造のトランジスタであり、フロントゲート(単にゲートと呼ぶ場合がある。)、及びバックゲートを有する。
<Gain cell type memory cell with three transistors and one capacitor>
FIG. 20A shows a gain cell type memory cell having three transistors and one capacitor. The memory cell 480 includes transistors M4 to M6 and a capacitor C3. Note that the transistor M4 is a dual-gate transistor and includes a front gate (sometimes simply referred to as a gate) and a back gate.

トランジスタM4の第1端子は、容量素子C3の第1端子と電気的に接続され、トランジスタM4の第2端子は、配線BLと電気的に接続され、トランジスタM4のゲートは、配線WWLと電気的に接続され、トランジスタM4のバックゲートは、配線BGLと電気的に接続されている。容量素子C3の第2端子は、トランジスタM5の第1端子と、配線GNDと、に電気的に接続されている。トランジスタM5の第2端子は、トランジスタM6の第1端子と電気的に接続され、トランジスタM5のゲートは、容量素子C3の第1端子と電気的に接続されている。トランジスタM6の第2端子は、配線BLと電気的に接続され、トランジスタM6のゲートは配線RWLと電気的に接続されている。   The first terminal of the transistor M4 is electrically connected to the first terminal of the capacitor C3, the second terminal of the transistor M4 is electrically connected to the wiring BL, and the gate of the transistor M4 is electrically connected to the wiring WWL. The back gate of the transistor M4 is electrically connected to the wiring BGL. A second terminal of the capacitor C3 is electrically connected to the first terminal of the transistor M5 and the wiring GND. The second terminal of the transistor M5 is electrically connected to the first terminal of the transistor M6, and the gate of the transistor M5 is electrically connected to the first terminal of the capacitor C3. A second terminal of the transistor M6 is electrically connected to the wiring BL, and a gate of the transistor M6 is electrically connected to the wiring RWL.

配線BLは、ビット線として機能し、配線WWLは、書き込みワード線として機能し、配線RWLは、読み出しワード線として機能する。   The wiring BL functions as a bit line, the wiring WWL functions as a write word line, and the wiring RWL functions as a read word line.

配線BGLは、トランジスタM4のバックゲートに電位を印加するための配線として機能する。配線BGLに任意の電位を印加することによって、トランジスタM4のしきい値電圧を増減することができる。   The wiring BGL functions as a wiring for applying a potential to the back gate of the transistor M4. By applying an arbitrary potential to the wiring BGL, the threshold voltage of the transistor M4 can be increased or decreased.

配線GNDは、低レベル電位を与える配線である。   The wiring GND is a wiring that applies a low level potential.

データの書き込みは、配線WWLに高レベル電位を印加し、トランジスタM4を導通状態にし、配線BLと容量素子C3の第1端子を電気的に接続することによって行われる。具体的には、トランジスタM4が導通状態のときに、配線BLに記録する情報に対応する電位を印加し、容量素子C3の第1端子、及びトランジスタM5のゲートに該電位を書き込む。その後、配線WWLに低レベル電位を印加し、トランジスタM4を非導通状態にすることによって、容量素子C3の第1端子の電位、及びトランジスタM5のゲートの電位を保持する。   Data is written by applying a high-level potential to the wiring WWL, turning on the transistor M4, and electrically connecting the wiring BL and the first terminal of the capacitor C3. Specifically, when the transistor M4 is conductive, a potential corresponding to information recorded in the wiring BL is applied, and the potential is written to the first terminal of the capacitor C3 and the gate of the transistor M5. After that, a low-level potential is applied to the wiring WWL to turn off the transistor M4, whereby the potential of the first terminal of the capacitor C3 and the potential of the gate of the transistor M5 are held.

データの読み出しは、配線BLに所定の電位をプリチャージして、その後配線BLを電気的に浮遊状態にし、かつ配線RWLに高レベル電位を印加することによって行われる。配線RWLが高レベル電位となるので、トランジスタM6は導通状態となり、配線BLとトランジスタM5の第2端子が電気的に接続状態となる。このとき、トランジスタM5の第2端子には、配線BLの電位が印加されることになるが、容量素子C3の第1端子(又はトランジスタM5のゲート)に保持されている電位に応じて、トランジスタM5の第2端子の電位、及び配線BLの電位が変化する。ここで、配線BLの電位を読み出すことによって、容量素子C3の第1端子(又はトランジスタM5のゲート)に保持されている電位を読み出すことができる。つまり、容量素子C3の第1端子(又はトランジスタM5のゲート)に保持されている電位から、このメモリセルに書き込まれている情報を読み出すことができる。   Data reading is performed by precharging the wiring BL with a predetermined potential, then bringing the wiring BL into an electrically floating state, and applying a high level potential to the wiring RWL. Since the wiring RWL has a high level potential, the transistor M6 is turned on, and the wiring BL and the second terminal of the transistor M5 are electrically connected. At this time, the potential of the wiring BL is applied to the second terminal of the transistor M5; however, the transistor depends on the potential held at the first terminal of the capacitor C3 (or the gate of the transistor M5). The potential of the second terminal of M5 and the potential of the wiring BL change. Here, by reading the potential of the wiring BL, the potential held in the first terminal of the capacitor C3 (or the gate of the transistor M5) can be read. That is, information written in the memory cell can be read from the potential held at the first terminal of the capacitor C3 (or the gate of the transistor M5).

また、先の実施の形態で述べた半導体装置が有するメモリセルは、メモリセル440に限定されない。状況によって、場合によって、または、必要に応じて、回路の取捨、回路の接続の変更などをすることができる。例えば、図18(B)に示すメモリセル420のトランジスタM1、及び図19(B)に示すメモリセル450のトランジスタM2のように、メモリセル480は、トランジスタM4のバックゲートを、配線BGLでなく、配線WLと電気的に接続する構成であってもよい(図示しない)。このような構成にすることによって、トランジスタM4のバックゲートに、トランジスタM4のゲートと同じ電位を印加することができるため、トランジスタM4が導通状態のときにおいて、トランジスタM4に流れる電流を増加することができる。また、例えば、図18(C)に示すメモリセル430のトランジスタM1、及び図19(C)に示すメモリセル460のトランジスタM2のように、メモリセル480は、トランジスタM4がバックゲートを有さない構成であってもよい。このような構成にすることによって、トランジスタM4はバックゲートを有さない分、半導体装置の作製工程を短縮することができる。   The memory cell included in the semiconductor device described in the above embodiment is not limited to the memory cell 440. Depending on the situation, the circuit can be discarded, the connection of the circuit can be changed, etc., depending on the situation or if necessary. For example, like the transistor M1 of the memory cell 420 illustrated in FIG. 18B and the transistor M2 of the memory cell 450 illustrated in FIG. 19B, the memory cell 480 includes a back gate of the transistor M4 instead of the wiring BGL. Alternatively, a configuration of being electrically connected to the wiring WL may be employed (not shown). With this configuration, the same potential as that of the gate of the transistor M4 can be applied to the back gate of the transistor M4. Therefore, when the transistor M4 is in a conductive state, the current flowing through the transistor M4 can be increased. it can. Further, for example, like the transistor M1 of the memory cell 430 illustrated in FIG. 18C and the transistor M2 of the memory cell 460 illustrated in FIG. 19C, the memory M480 does not have a back gate. It may be a configuration. With such a structure, the manufacturing process of the semiconductor device can be shortened because the transistor M4 does not have a back gate.

<SRAMのメモリセル>
図20(B)にSRAM(Static Random Access Memory)の一例を示す。なお、図20(B)に示すメモリセル490は、バックアップ可能なSRAMのメモリセルである。メモリセル490は、トランジスタM7乃至トランジスタM10と、トランジスタMS1乃至トランジスタMS4と、容量素子C4と、容量素子C5と、有する。なお、トランジスタM7乃至トランジスタM10は、デュアルゲート構造のトランジスタであり、フロントゲート(単にゲートと呼ぶ場合がある。)、及びバックゲートを有する。なお、トランジスタMS1、及びトランジスタMS2は、pチャネル型トランジスタであり、トランジスタMS3、及びトランジスタMS4は、nチャネル型トランジスタである。
<SRAM Memory Cell>
FIG. 20B illustrates an example of an SRAM (Static Random Access Memory). Note that a memory cell 490 illustrated in FIG. 20B is an SRAM memory cell that can be backed up. The memory cell 490 includes transistors M7 to M10, transistors MS1 to MS4, a capacitor C4, and a capacitor C5. Note that the transistors M7 to M10 are dual-gate transistors and each include a front gate (sometimes simply referred to as a gate) and a back gate. Note that the transistors MS1 and MS2 are p-channel transistors, and the transistors MS3 and MS4 are n-channel transistors.

トランジスタM7の第1端子は、配線BLと電気的に接続され、トランジスタM7の第2端子は、トランジスタMS1の第1端子と、トランジスタMS3の第1端子と、トランジスタMS2のゲートと、トランジスタMS4のゲートと、トランジスタM10の第1端子と、に電気的に接続されている。トランジスタM7のゲートは、配線WLと電気的に接続され、トランジスタM7のバックゲートは、配線BGL1と電気的に接続されている。トランジスタM8の第1端子は、配線BLBと電気的に接続され、トランジスタM8の第2端子は、トランジスタMS2の第1端子と、トランジスタMS4の第1端子と、トランジスタMS1のゲートと、トランジスタMS3のゲートと、トランジスタM9の第1端子と、に電気的に接続されている。トランジスタM8のゲートは、配線WLと電気的に接続され、トランジスタM8のバックゲートは、配線BGL2と電気的に接続されている。   The first terminal of the transistor M7 is electrically connected to the wiring BL, and the second terminal of the transistor M7 is the first terminal of the transistor MS1, the first terminal of the transistor MS3, the gate of the transistor MS2, and the transistor MS4. The gate is electrically connected to the first terminal of the transistor M10. The gate of the transistor M7 is electrically connected to the wiring WL, and the back gate of the transistor M7 is electrically connected to the wiring BGL1. The first terminal of the transistor M8 is electrically connected to the wiring BLB, and the second terminal of the transistor M8 is the first terminal of the transistor MS2, the first terminal of the transistor MS4, the gate of the transistor MS1, and the transistor MS3. The gate and the first terminal of the transistor M9 are electrically connected. A gate of the transistor M8 is electrically connected to the wiring WL, and a back gate of the transistor M8 is electrically connected to the wiring BGL2.

トランジスタMS1の第2端子は、配線VDDと電気的に接続されている。トランジスタMS2の第2端子は、配線VDDと電気的に接続されている。トランジスタMS3の第2端子は、配線GNDと電気的に接続されている。トランジスタMS4の第2端子は、配線GNDと電気的に接続されている。   A second terminal of the transistor MS1 is electrically connected to the wiring VDD. A second terminal of the transistor MS2 is electrically connected to the wiring VDD. A second terminal of the transistor MS3 is electrically connected to the wiring GND. A second terminal of the transistor MS4 is electrically connected to the wiring GND.

トランジスタM9の第2端子は、容量素子C4の第1端子と電気的に接続され、トランジスタM9のゲートは、配線BRLと電気的に接続され、トランジスタM9のバックゲートは、配線BGL3と電気的に接続されている。トランジスタM10の第2端子は、容量素子C5の第1端子と電気的に接続され、トランジスタM10のゲートは、配線BRLと電気的に接続され、トランジスタM10のバックゲートは、配線BGL4と電気的に接続されている。   The second terminal of the transistor M9 is electrically connected to the first terminal of the capacitor C4, the gate of the transistor M9 is electrically connected to the wiring BRL, and the back gate of the transistor M9 is electrically connected to the wiring BGL3. It is connected. The second terminal of the transistor M10 is electrically connected to the first terminal of the capacitor C5, the gate of the transistor M10 is electrically connected to the wiring BRL, and the back gate of the transistor M10 is electrically connected to the wiring BGL4. It is connected.

容量素子C4の第2端子は、配線GNDと電気的に接続され、容量素子C5の第2端子は、配線GNDと電気的に接続されている。   A second terminal of the capacitor C4 is electrically connected to the wiring GND, and a second terminal of the capacitor C5 is electrically connected to the wiring GND.

配線BL及び配線BLBは、ビット線として機能し、配線WLは、ワード線として機能し、配線BRLは、トランジスタM9、及びトランジスタM10の導通状態、非導通状態を制御する配線である。   The wiring BL and the wiring BLB function as bit lines, the wiring WL functions as a word line, and the wiring BRL is a wiring that controls the conduction state and the non-conduction state of the transistors M9 and M10.

配線BGL1乃至配線BGL4は、それぞれトランジスタM7乃至トランジスタM10のバックゲートに電位を印加するための配線として機能する。配線BGL1乃至配線BGL4に任意の電位を印加することによって、それぞれトランジスタM7乃至トランジスタM10のしきい値電圧を増減することができる。   The wirings BGL1 to BGL4 function as wirings for applying potentials to the back gates of the transistors M7 to M10, respectively. By applying an arbitrary potential to the wirings BGL1 to BGL4, the threshold voltages of the transistors M7 to M10 can be increased or decreased, respectively.

配線VDDは、高レベル電位を与える配線であり、配線GNDは、低レベル電位を与える配線である。   The wiring VDD is a wiring that applies a high level potential, and the wiring GND is a wiring that applies a low level potential.

データの書き込みは、配線WLに高レベル電位を印加し、かつ配線BRLに高レベル電位を印加することによって行われる。具体的には、トランジスタM10が導通状態のときに、配線BLに記録する情報に対応する電位を印加し、トランジスタM10の第2端子側に該電位を書き込む。   Data is written by applying a high level potential to the wiring WL and applying a high level potential to the wiring BRL. Specifically, when the transistor M10 is in a conductive state, a potential corresponding to information recorded in the wiring BL is applied, and the potential is written on the second terminal side of the transistor M10.

ところで、メモリセル490は、トランジスタMS1乃至トランジスタMS2によってインバータループを構成しているので、トランジスタM8の第2端子側に、該電位に対応するデータ信号の反転信号が入力される。トランジスタM8が導通状態であるため、配線BLBには、配線BLに印加されている電位、すなわち配線BLに入力されている信号の反転信号が出力される。また、トランジスタM9、及びトランジスタM10が導通状態であるため、トランジスタM7の第2端子の電位、及びトランジスタM8の第2端子の電位は、それぞれ容量素子C5の第1端子、及び容量素子C4の第1端子に保持される。その後、配線WLに低レベル電位を印加し、かつ配線BRLに低レベル電位を印加し、トランジスタM7乃至トランジスタM10を非導通状態にすることによって、容量素子C4の第1端子、及び容量素子C5の第1端子を保持する。   Incidentally, since the memory cell 490 forms an inverter loop with the transistors MS1 and MS2, an inverted signal of the data signal corresponding to the potential is input to the second terminal side of the transistor M8. Since the transistor M8 is in a conductive state, the potential applied to the wiring BL, that is, the inverted signal of the signal input to the wiring BL is output to the wiring BLB. Further, since the transistor M9 and the transistor M10 are conductive, the potential of the second terminal of the transistor M7 and the potential of the second terminal of the transistor M8 are the first terminal of the capacitor C5 and the first terminal of the capacitor C4, respectively. Held by one terminal. After that, a low-level potential is applied to the wiring WL and a low-level potential is applied to the wiring BRL so that the transistors M7 to M10 are turned off, so that the first terminal of the capacitor C4 and the capacitor C5 The first terminal is held.

データの読み出しは、あらかじめ配線BL及び配線BLBを所定の電位にプリチャージした後に、配線WLに高レベル電位を印加し、配線BRLに高レベル電位を印加することによって、容量素子C4の第1端子の電位が、メモリセル490のインバータループによってリフレッシュされ、配線BLBに出力される。また、容量素子C5の第1端子の電位が、メモリセル490のインバータループによってリフレッシュされ、配線BLに出力される。配線BL及び配線BLBでは、それぞれプリチャージされた電位から容量素子C5の第1端子の電位、及び容量素子C4の第1端子の電位に変動するため、配線BL又は配線BLBの電位から、メモリセルに保持された電位を読み出すことができる。   Data is read by precharging the wiring BL and the wiring BLB to a predetermined potential in advance, then applying a high level potential to the wiring WL and applying a high level potential to the wiring BRL, whereby the first terminal of the capacitor C4. Is refreshed by the inverter loop of the memory cell 490 and output to the wiring BLB. In addition, the potential of the first terminal of the capacitor C5 is refreshed by the inverter loop of the memory cell 490 and output to the wiring BL. In the wiring BL and the wiring BLB, the potential of the first terminal of the capacitor C5 and the potential of the first terminal of the capacitor C4 change from the precharged potential to the potential of the first terminal of the capacitor C4. Can be read out.

なお、本実施の形態で説明したトランジスタM1乃至トランジスタM10のチャネル形成領域には、インジウム、元素M(元素Mはアルミニウム、ガリウム、イットリウム、またはスズ)、亜鉛のいずれか一を有する酸化物半導体を用いることができる。つまり、トランジスタM1乃至トランジスタM10としてOSトランジスタを適用することができる。特に、インジウム、ガリウム、亜鉛からなる酸化物半導体であることが好ましく、実施の形態7で説明するCAC−OSであることが更に好ましい。インジウム、ガリウム、亜鉛を含む酸化物半導体を適用したOSトランジスタは、オフ電流が極めて小さいという特性を有しているので、トランジスタM1乃至トランジスタM10としてOSトランジスタを用いることによって、トランジスタM1乃至トランジスタM10のリーク電流を非常に低くすることができる。つまり、書き込んだデータをトランジスタM1乃至トランジスタM10によって長時間保持することができるため、メモリセルのリフレッシュの頻度を少なくすることができる。また、メモリセルのリフレッシュ動作を不要にすることができる。   Note that in the channel formation regions of the transistors M1 to M10 described in this embodiment, an oxide semiconductor containing any one of indium, an element M (the element M is aluminum, gallium, yttrium, or tin) and zinc is formed. Can be used. That is, OS transistors can be used as the transistors M1 to M10. In particular, an oxide semiconductor including indium, gallium, and zinc is preferable, and a CAC-OS described in Embodiment 7 is more preferable. An OS transistor using an oxide semiconductor containing indium, gallium, and zinc has a characteristic of extremely low off-state current; therefore, by using an OS transistor as the transistors M1 to M10, the transistors M1 to M10 Leakage current can be made very low. That is, the written data can be held for a long time by the transistors M1 to M10, so that the frequency of refreshing the memory cells can be reduced. Also, the refresh operation of the memory cell can be made unnecessary.

なお、本実施の形態で説明したトランジスタM3、トランジスタM5、トランジスタM6、トランジスタMS1乃至トランジスタMS4のチャネル形成領域には、シリコンを有することが好ましい。特に、該シリコンは、LTPS(Low Temperature Poly−Silicon)であることが好ましい(以後、Siトランジスタと呼称する。)。Siトランジスタは、OSトランジスタよりも電界効果移動度が高くなる場合があるため、読み出しトランジスタ、又はインバータが有するトランジスタとして、Siトランジスタを適用するのは好適といえる。   Note that silicon is preferably used for channel formation regions of the transistors M3, M5, M6, and the transistors MS1 to MS4 described in this embodiment. In particular, the silicon is preferably LTPS (Low Temperature Poly-Silicon) (hereinafter referred to as Si transistor). Since the Si transistor may have higher field effect mobility than the OS transistor, it can be said that the Si transistor is preferably used as the reading transistor or the transistor included in the inverter.

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments described in this specification as appropriate.

(実施の形態4)
本実施の形態では、先の実施の形態で説明した、メモリセル(DRAM、2トランジスタ1容量素子のゲインセル型のメモリセル、3トランジスタ1容量素子のゲインセル型のメモリセル)において、多値のデータを扱う場合について、説明する。1つのメモリセルにおいて、2値ではなく、3値以上のデータの状態を保持できるようにすることで、該メモリセルの記憶容量を増やすことができる。
(Embodiment 4)
In this embodiment, multivalued data is stored in the memory cell (DRAM, 2-transistor 1-capacitor gain-cell memory cell, 3-transistor 1-capacitor gain-cell memory cell) described in the previous embodiment. The case of handling will be described. By making it possible to hold not only binary but three or more data states in one memory cell, the memory capacity of the memory cell can be increased.

図21は、多値のデータを扱うことができるメモリセルのしきい値電圧分布の一例を示した模式図である。   FIG. 21 is a schematic diagram showing an example of a threshold voltage distribution of a memory cell that can handle multi-value data.

図21は、一例として、該メモリセルが8のデータ状態(「論理状態」とも呼ぶ。)を有する場合を示している。8のデータ状態をしきい値電圧(本実施の形態では、しきい値と呼称する。)レベルが低いものから順にデータ状態A1−A8と呼ぶこととする。データ状態A1−A8には、それぞれ、3ビットのデータ”000”、”001”、”010”、”011”、”100”、”101”、”110”、”111”が割り当てられているとする。   FIG. 21 shows, as an example, a case where the memory cell has 8 data states (also referred to as “logic state”). 8 data states are referred to as data states A1-A8 in order from the lowest threshold voltage (referred to as a threshold value in this embodiment). 3-bit data “000”, “001”, “010”, “011”, “100”, “101”, “110”, and “111” are assigned to the data states A1 to A8, respectively. And

なお、作製完了時に発生する該メモリセル同士の差異、該メモリセルが有する回路の寄生容量などが起因となって、8のデータ状態のそれぞれのしきい値は分布幅を有する場合がある。図21では、8のデータ状態のそれぞれが有するしきい値の分布幅を図示している。   Note that each of the threshold values of the eight data states may have a distribution width due to a difference between the memory cells generated when the manufacturing is completed, a parasitic capacitance of a circuit included in the memory cell, or the like. FIG. 21 illustrates the threshold distribution width of each of the eight data states.

該メモリセルを有する記憶装置には、該メモリセルの8のデータ状態を区別するため8つの電圧Va1−Va8が設定される。電圧Va1−Va8は、隣接するデータ状態を識別するためのしきい値レベルの境界値であり、該メモリセルからデータを読み出すための読み出し電圧にも用いられる。   In the memory device having the memory cell, eight voltages Va1 to Va8 are set to distinguish the eight data states of the memory cell. The voltages Va1-Va8 are threshold value boundary values for identifying adjacent data states, and are also used as read voltages for reading data from the memory cells.

別の実施の形態で説明したメモリセルにおいて、上述したように、多値のデータの取り扱えるようにすることで、該メモリセルを有する記憶装置が保持できる記憶容量を大きくすることができる。   In the memory cell described in another embodiment, as described above, multi-value data can be handled, so that the storage capacity that can be held by the memory device including the memory cell can be increased.

(実施の形態5)
本実施の形態では、先の実施の形態で説明した、可撓性を有する基板上に有する記憶装置の作製方法について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, a method for manufacturing a memory device over a flexible substrate described in the above embodiment will be described.

メモリセルを有する半導体装置を、可撓性を有する基板上に作製する方法については、例えば、可撓性を有する基板上にトランジスタなどの回路素子を形成して作製する方法、剥離層(タングステン、ポリイミド樹脂、アモルファスシリコンなど)を有する基板の上に半導体装置を形成し、半導体装置を剥離して、可撓性を有する基板の上に転置する方法、などが挙げられる。本実施の形態では、後者の半導体装置を、可撓性を有する基板の上に転置する方法について説明する。   As for a method for manufacturing a semiconductor device having a memory cell over a flexible substrate, for example, a method in which a circuit element such as a transistor is formed over a flexible substrate, a separation layer (tungsten, And a method in which a semiconductor device is formed over a substrate having polyimide resin, amorphous silicon, or the like, and the semiconductor device is peeled off and transferred to a flexible substrate. In this embodiment, a method for transferring the latter semiconductor device over a flexible substrate will be described.

図22乃至図28を用いて、可撓性を有する基板上に設けられた半導体装置装置(装置100a、装置100b、装置100c、装置110a、装置111a、装置111b、装置112a、装置112b、装置113a、装置113b、装置120a、装置121a)の作製方法を例示する。   22 to 28, semiconductor device devices (device 100a, device 100b, device 100c, device 110a, device 111a, device 111b, device 112a, device 112b, and device 113a provided over a flexible substrate are used. A method for manufacturing the device 113b, the device 120a, and the device 121a) is illustrated.

<金属酸化物層の形成>
初めに、基板14上に、金属酸化物層20を形成する(図22(A))。
<Formation of metal oxide layer>
First, the metal oxide layer 20 is formed over the substrate 14 (FIG. 22A).

基板14は、搬送が容易となる程度に剛性を有し、かつ作製工程にかかる温度に対して耐熱性を有する。基板14に用いることができる材料としては、例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、半導体、金属または合金などが挙げられる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。   The substrate 14 is rigid to the extent that it can be easily transported, and has heat resistance to the temperature required for the manufacturing process. Examples of the material that can be used for the substrate 14 include glass, quartz, ceramic, sapphire, resin, semiconductor, metal, and alloy. Examples of the glass include alkali-free glass, barium borosilicate glass, and alumino borosilicate glass.

金属酸化物層20としては、チタン、モリブデン、アルミニウム、タングステン、シリコン、インジウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、錫、ハフニウム、イットリウム、ジルコニウム、マグネシウム、ランタン、セリウム、ネオジム、ビスマス、及びニオブのうち一つ又は下地層を含む複数の層を用いることができる。下地層には、金属、合金、及びそれらの化合物(金属酸化物など)を含むことができる。下地層は、チタン、モリブデン、アルミニウム、タングステン、シリコン、インジウム、亜鉛、ガリウム、タンタル、及び錫のうち一つまたは複数を有することが好ましい。   As the metal oxide layer 20, one of titanium, molybdenum, aluminum, tungsten, silicon, indium, zinc, gallium, tantalum, tin, hafnium, yttrium, zirconium, magnesium, lanthanum, cerium, neodymium, bismuth, and niobium. Alternatively, a plurality of layers including a base layer can be used. The underlayer can contain metals, alloys, and compounds thereof (such as metal oxides). The underlayer preferably includes one or more of titanium, molybdenum, aluminum, tungsten, silicon, indium, zinc, gallium, tantalum, and tin.

また、金属酸化物層20には、各種金属の酸化物を用いることができる。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン(TiOx)、酸化モリブデン、酸化アルミニウム、酸化タングステン、シリコンを含むインジウム錫酸化物(ITSO)、インジウム亜鉛酸化物、In−Ga−Zn酸化物等が挙げられる。   In addition, various metal oxides can be used for the metal oxide layer 20. Examples of the metal oxide include titanium oxide (TiOx), molybdenum oxide, aluminum oxide, tungsten oxide, indium tin oxide containing silicon (ITSO), indium zinc oxide, and In—Ga—Zn oxide. .

その他に、金属酸化物としては、酸化インジウム、チタンを含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム酸化物、インジウム錫酸化物(ITO)、チタンを含むITO、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウムを含むZnO、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化マグネシウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化スズ、酸化ビスマス、チタン酸塩、タンタル酸塩、ニオブ酸塩等が挙げられる。   Other metal oxides include indium oxide, indium oxide containing titanium, indium oxide containing tungsten, indium tin oxide (ITO), ITO containing titanium, indium zinc oxide containing tungsten, and zinc oxide ( ZnO), ZnO containing gallium, hafnium oxide, yttrium oxide, zirconium oxide, gallium oxide, tantalum oxide, magnesium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, neodymium oxide, tin oxide, bismuth oxide, titanate, tantalate, niobium Examples include acid salts.

金属酸化物層20の形成方法に特に限定は無い。例えば、スパッタリング法、プラズマCVD法、蒸着法、ゾルゲル法、電気泳動法、スプレー法等を用いて形成することができる。   There is no particular limitation on the method of forming the metal oxide layer 20. For example, it can be formed using a sputtering method, a plasma CVD method, a vapor deposition method, a sol-gel method, an electrophoresis method, a spray method, or the like.

金属層を成膜した後に、当該金属層に酸素を導入することで、金属酸化物層20を形成することができる。このとき、金属層の表面のみ、または金属層全体を酸化させる。前者の場合、金属層に酸素を導入することで、金属層と金属酸化物層20との積層構造が形成される。   After the metal layer is formed, the metal oxide layer 20 can be formed by introducing oxygen into the metal layer. At this time, only the surface of the metal layer or the entire metal layer is oxidized. In the former case, a laminated structure of the metal layer and the metal oxide layer 20 is formed by introducing oxygen into the metal layer.

金属酸化物層20の厚さは、例えば、1nm以上200nm以下であることが好ましく、5nm以上100nm以下であることがより好ましい。なお、金属層を用いて金属酸化物層20を形成する場合、最終的に形成される金属酸化物層20の厚さは、成膜した金属層の厚さよりも厚くなることがある。   For example, the thickness of the metal oxide layer 20 is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 100 nm or less. In addition, when forming the metal oxide layer 20 using a metal layer, the thickness of the metal oxide layer 20 finally formed may become thicker than the thickness of the formed metal layer.

<樹脂層23の形成>
次に、金属酸化物層20上に、樹脂層24を形成する(図22(B))。
<Formation of resin layer 23>
Next, the resin layer 24 is formed over the metal oxide layer 20 (FIG. 22B).

樹脂層24としては、熱硬化性、感光性の両方を有する材料であることが好ましい。特に、感光性を有する材料を用いる場合、光を用いたリソグラフィ法によって、所望の形状の樹脂層(後述では樹脂層23としている。)を形成することができる。   The resin layer 24 is preferably a material having both thermosetting and photosensitivity. In particular, when a photosensitive material is used, a resin layer having a desired shape (hereinafter, referred to as a resin layer 23) can be formed by a lithography method using light.

樹脂層24は、ポリイミド樹脂またはポリイミド樹脂前駆体を含む材料を用いて形成されることが好ましい。樹脂層24は、例えば、ポリイミド樹脂と溶媒を含む材料、またはポリアミック酸と溶媒を含む材料等を用いて形成できる。ポリイミドは、平坦化膜等に好適に用いられる材料であるため、成膜装置や材料を共有することができる。   The resin layer 24 is preferably formed using a material containing a polyimide resin or a polyimide resin precursor. The resin layer 24 can be formed using, for example, a material containing a polyimide resin and a solvent, or a material containing a polyamic acid and a solvent. Since polyimide is a material suitably used for a planarizing film or the like, a film forming apparatus and a material can be shared.

そのほか、樹脂層24の形成に用いることができる樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。   Other resin materials that can be used for forming the resin layer 24 include, for example, acrylic resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimide amide resins, siloxane resins, benzocyclobutene resins, phenol resins, and precursors of these resins. Etc.

樹脂層24は、スピンコータを用いて形成することが好ましい。スピンコート法を用いることで、大判基板に薄い膜を均一に形成することができる。   The resin layer 24 is preferably formed using a spin coater. By using the spin coating method, a thin film can be uniformly formed on a large substrate.

樹脂層24は、粘度が5cP以上500cP未満、好ましくは5cP以上100cP未満、より好ましくは10cP以上50cP以下の溶液を用いて形成することが好ましい。溶液の粘度が低いほど、塗布が容易となる。また、溶液の粘度が低いほど、気泡の混入を抑制でき、良質な膜を形成できる。   The resin layer 24 is preferably formed using a solution having a viscosity of 5 cP or more and less than 500 cP, preferably 5 cP or more and less than 100 cP, more preferably 10 cP or more and 50 cP or less. The lower the viscosity of the solution, the easier the application. In addition, the lower the viscosity of the solution, the more air bubbles can be prevented and the better the film can be formed.

そのほか、樹脂層24の形成方法としては、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等が挙げられる。   In addition, examples of the method for forming the resin layer 24 include dip, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife, slit coat, roll coat, curtain coat, knife coat, and the like.

樹脂層24を成膜した後、溶媒を除去するための熱処理(プリベーク処理)を行い、その後フォトマスクを用いて露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除去することができる。次に、所望の形状に加工された樹脂層24に対して加熱処理を行うことで、樹脂層23を形成する(図22(C))。図22(C)では、島状の樹脂層23を形成する例を示す。   After the resin layer 24 is formed, heat treatment (pre-bake treatment) for removing the solvent is performed, and then exposure is performed using a photomask. Subsequently, unnecessary portions can be removed by performing development processing. Next, the resin layer 23 is formed by performing heat treatment on the resin layer 24 processed into a desired shape (FIG. 22C). FIG. 22C shows an example in which the island-shaped resin layer 23 is formed.

なお、樹脂層23の形状は1つの島状に限られず、例えば、複数の島状、開口を有する形状などでもよい。また、ハーフトーンマスクもしくはグレートーンマスクを用いた露光技術、または多重露光技術などを用い、樹脂層23の表面に凹凸形状を形成してもよい。   The shape of the resin layer 23 is not limited to one island shape, and may be a plurality of island shapes, a shape having openings, or the like. Further, an uneven shape may be formed on the surface of the resin layer 23 using an exposure technique using a halftone mask or a gray tone mask, a multiple exposure technique, or the like.

樹脂層24または樹脂層23上にレジストマスク、ハードマスク等のマスクを形成し、エッチングすることで、所望の形状の樹脂層23を形成することができる。この方法は、非感光性の材料を用いる場合に特に好適である。   By forming a mask such as a resist mask or a hard mask on the resin layer 24 or the resin layer 23 and performing etching, the resin layer 23 having a desired shape can be formed. This method is particularly suitable when a non-photosensitive material is used.

プリベーク処理について説明する。プリベーク処理の温度は用いる材料に応じて適宜決定することができる。例えば、50℃以上180℃以下、80℃以上150℃以下、または90℃以上120℃以下で行うことができる。または、加熱処理がプリベーク処理を兼ねてもよく、加熱処理によって、樹脂層24に含まれる溶媒を除去してもよい。   The pre-baking process will be described. The pre-baking temperature can be appropriately determined according to the material used. For example, it can be performed at 50 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, or 90 ° C. or higher and 120 ° C. or lower. Alternatively, the heat treatment may also serve as a prebake treatment, and the solvent contained in the resin layer 24 may be removed by the heat treatment.

加熱処理について説明する。加熱処理は、例えば、加熱装置のチャンバーの内部に、酸素、窒素、及び希ガス(アルゴンなど)のうち一つまたは複数を含むガスを流しながら行うことができる。または、加熱処理は、大気雰囲気下で加熱装置のチャンバー、ホットプレート等を用いて行うことができる。   The heat treatment will be described. The heat treatment can be performed, for example, while flowing a gas containing one or more of oxygen, nitrogen, and a rare gas (such as argon) inside the chamber of the heating device. Alternatively, the heat treatment can be performed using a chamber of a heating device, a hot plate, or the like in an air atmosphere.

大気雰囲気下や酸素を含むガスを流しながら加熱を行うと、樹脂層23が酸化により着色し、可視光に対する透過性が低下することがある。そのため、窒素ガスを流しながら、加熱を行うことが好ましい。これにより、樹脂層23の可視光に対する透過性を高めることができる。   When heating is performed in an air atmosphere or a gas containing oxygen, the resin layer 23 may be colored due to oxidation, and the permeability to visible light may be reduced. Therefore, it is preferable to perform heating while flowing nitrogen gas. Thereby, the transparency with respect to the visible light of the resin layer 23 can be improved.

加熱処理により、樹脂層23中の脱ガス成分(例えば、水素、水等)を低減することができる。特に、樹脂層23上に形成する各層の作製温度以上の温度で加熱することが好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層23からの脱ガスを大幅に抑制することができる。   By the heat treatment, degassing components (for example, hydrogen, water, etc.) in the resin layer 23 can be reduced. In particular, it is preferable to heat at a temperature equal to or higher than the manufacturing temperature of each layer formed on the resin layer 23. Thereby, degassing from the resin layer 23 in the transistor manufacturing process can be significantly suppressed.

例えば、トランジスタの作製温度が350℃までである場合、樹脂層23となる膜を350℃以上450℃以下で加熱することが好ましく、400℃以下がより好ましく、375℃以下がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層23からの脱ガスを大幅に抑制することができる。   For example, in the case where the transistor manufacturing temperature is up to 350 ° C., the film to be the resin layer 23 is preferably heated at 350 ° C. or higher and 450 ° C. or lower, more preferably 400 ° C. or lower, and even more preferably 375 ° C. or lower. Thereby, degassing from the resin layer 23 in the transistor manufacturing process can be significantly suppressed.

処理時間を長くすることで、加熱温度が比較的低い場合であっても、加熱温度がより高い条件の場合と同等の剥離性を実現できる場合がある。そのため、加熱装置の構成により加熱温度を高められない場合には、処理時間を長くすることが好ましい。   By extending the treatment time, even in the case where the heating temperature is relatively low, it may be possible to achieve the same peelability as in the case where the heating temperature is higher. Therefore, when the heating temperature cannot be increased due to the configuration of the heating device, it is preferable to increase the treatment time.

加熱処理の時間は、例えば、5分以上24時間以下が好ましく、30分以上12時間以下がより好ましく、1時間以上6時間以下がさらに好ましい。なお、加熱処理の時間はこれに限定されない。例えば、加熱処理を、RTA(Rapid Thermal Annealing)法を用いて行う場合などは、5分未満としてもよい。   The heat treatment time is preferably, for example, 5 minutes to 24 hours, more preferably 30 minutes to 12 hours, and further preferably 1 hour to 6 hours. Note that the heat treatment time is not limited thereto. For example, when the heat treatment is performed using an RTA (Rapid Thermal Annealing) method, it may be less than 5 minutes.

加熱装置としては、電気炉や、抵抗発熱体などの発熱体からの熱伝導または熱輻射によって被処理物を加熱する装置等、様々な装置を用いることができる。例えば、GRTA(Gas Rapid Thermal Anneal)装置、LRTA(Lamp Rapid Thermal Anneal)装置等のRTA装置を用いることができる。LRTA装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光(電磁波)の輻射により、被処理物を加熱する装置である。GRTA装置は、高温のガスを用いて加熱処理を行う装置である。RTA装置を用いることによって、処理時間が短縮することができるので、量産する上で好ましい。また、加熱処理はインライン型の加熱装置を用いて行ってもよい。   As the heating device, various devices such as an electric furnace and a device for heating an object to be processed by heat conduction or heat radiation from a heating element such as a resistance heating element can be used. For example, an RTA apparatus such as a GRTA (Gas Rapid Thermal Anneal) apparatus or an LRTA (Lamp Rapid Thermal Anneal) apparatus can be used. The LRTA apparatus is an apparatus that heats an object to be processed by radiation of light (electromagnetic waves) emitted from a lamp such as a halogen lamp, a metal halide lamp, a xenon arc lamp, a carbon arc lamp, a high pressure sodium lamp, or a high pressure mercury lamp. The GRTA apparatus is an apparatus that performs heat treatment using a high-temperature gas. Since the processing time can be shortened by using an RTA apparatus, it is preferable for mass production. Further, the heat treatment may be performed using an in-line heating apparatus.

なお、加熱処理により、樹脂層23の厚さは、樹脂層24の厚さから変化する場合がある。例えば、樹脂層24に含まれていた溶媒が除去されることや、硬化が進行し密度が増大することにより、体積が減少し、樹脂層24よりも樹脂層23が薄くなる場合がある。   Note that the thickness of the resin layer 23 may change from the thickness of the resin layer 24 due to the heat treatment. For example, when the solvent contained in the resin layer 24 is removed or the curing progresses and the density increases, the volume decreases and the resin layer 23 may become thinner than the resin layer 24 in some cases.

<絶縁層の形成>
次に、樹脂層23上に、絶縁層31を形成する(図22(D))。絶縁層31は、樹脂層23の端部を覆って形成される。金属酸化物層20上には、樹脂層23が設けられていない部分が存在する。そのため、金属酸化物層20上に接して絶縁層31を形成することができる。
<Formation of insulating layer>
Next, the insulating layer 31 is formed over the resin layer 23 (FIG. 22D). The insulating layer 31 is formed to cover the end portion of the resin layer 23. On the metal oxide layer 20, there is a portion where the resin layer 23 is not provided. Therefore, the insulating layer 31 can be formed in contact with the metal oxide layer 20.

絶縁層31は、樹脂層23の耐熱温度以下で形成する。加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。   The insulating layer 31 is formed below the heat resistance temperature of the resin layer 23. It is preferable to form at a temperature lower than the temperature of the heat treatment.

絶縁層31は、樹脂層23に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。例えば、絶縁層31は、樹脂層23を加熱した際に、樹脂層23に含まれる水分等がトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐことが好ましい。そのため、絶縁層31は、バリア性が高いことが好ましい。   The insulating layer 31 can be used as a barrier layer that prevents impurities contained in the resin layer 23 from diffusing into transistors and display elements to be formed later. For example, the insulating layer 31 preferably prevents diffusion of moisture or the like contained in the resin layer 23 into the transistor or the display element when the resin layer 23 is heated. Therefore, the insulating layer 31 preferably has a high barrier property.

絶縁層31としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を2以上積層して用いてもよい。特に、樹脂層23上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜上に酸化シリコン膜を形成することが好ましい。   As the insulating layer 31, for example, an inorganic insulating film such as a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, an aluminum oxide film, or an aluminum nitride film can be used. Alternatively, a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may be used. Two or more of the above insulating films may be stacked. In particular, it is preferable to form a silicon nitride film on the resin layer 23 and form a silicon oxide film on the silicon nitride film.

無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため、高温で形成することが好ましい。   The inorganic insulating film is denser and has a higher barrier property as the deposition temperature is higher, and thus it is preferable to form the inorganic insulating film at a high temperature.

絶縁層31の成膜時の基板温度は、室温(25℃)以上350℃以下が好ましく、100℃以上300℃以下がさらに好ましい。   The substrate temperature during the formation of the insulating layer 31 is preferably room temperature (25 ° C.) or higher and 350 ° C. or lower, more preferably 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.

<トランジスタの形成>
次に、絶縁層31上に、トランジスタ40を形成する(図22(E))。
<Formation of transistor>
Next, the transistor 40 is formed over the insulating layer 31 (FIG. 22E).

なお、図22では、記憶装置が有するトランジスタの構造として、TGTC(Top Gate Top Contact)型のトランジスタを図示している。また、本作製例において、トランジスタの構造はTGTC型に限定せず、別のトランジスタの構造でも適用できる場合がある。   Note that FIG. 22 illustrates a TGTC (Top Gate Top Contact) transistor as a structure of a transistor included in the memory device. Further, in this manufacturing example, the structure of the transistor is not limited to the TGTC type, and may be applied to another transistor structure.

ここではトランジスタ40として、金属酸化物44a、金属酸化物44b、金属酸化物44cを有する、デュアルゲート構造のTGTC型のトランジスタを作製する場合を示す。金属酸化物44bは、トランジスタ40の半導体層として機能することができる。金属酸化物44bは、酸化物半導体として機能するものとする。   Here, a case where a TGTC transistor having a dual gate structure including the metal oxide 44a, the metal oxide 44b, and the metal oxide 44c is manufactured as the transistor 40 is shown. The metal oxide 44 b can function as a semiconductor layer of the transistor 40. The metal oxide 44b functions as an oxide semiconductor.

本実施の形態において、トランジスタの半導体には、酸化物半導体を用いる。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。   In this embodiment, an oxide semiconductor is used as a semiconductor of the transistor. It is preferable to use a semiconductor material with a wider band gap and lower carrier density than silicon because current in an off state of the transistor can be reduced.

また、トランジスタ40は、ソース電極又はドレイン電極の一方として、導電層43aを有し、ソース電極又はドレイン電極の他方として、導電層43bを有する。トランジスタ40は、バックゲート電極として導電層41を有し、フロントゲート電極として導電層45を有する。   The transistor 40 includes the conductive layer 43a as one of the source electrode and the drain electrode and the conductive layer 43b as the other of the source electrode and the drain electrode. The transistor 40 has a conductive layer 41 as a back gate electrode and a conductive layer 45 as a front gate electrode.

更に、トランジスタ40は、バックゲート電極側のゲート絶縁膜として絶縁層33を有し、フロントゲート電極側のゲート絶縁膜として絶縁層34を有する。   Further, the transistor 40 includes an insulating layer 33 as a gate insulating film on the back gate electrode side and an insulating layer 34 as a gate insulating film on the front gate electrode side.

トランジスタ40は、樹脂層23の耐熱温度以下で形成する。トランジスタ40は、加熱処理の温度より低い温度で形成することが好ましい。   The transistor 40 is formed below the heat resistant temperature of the resin layer 23. The transistor 40 is preferably formed at a temperature lower than the temperature for heat treatment.

次に、トランジスタ40を覆う絶縁層36を形成する(図22(E))。   Next, an insulating layer 36 that covers the transistor 40 is formed (FIG. 22E).

トランジスタ40の形成方法、及び絶縁層36については、実施の形態6のトランジスタ構造1を参酌する。   For the method for forming the transistor 40 and the insulating layer 36, the transistor structure 1 of Embodiment 6 is referred to.

<開口部の形成>
次に、絶縁層36に開口部を形成し、開口部に導電層46を形成する(図23(A))。開口部は、絶縁層36を選択的にエッチング処理することで形成することができる。なお、開口部は、トランジスタ40の導電層43a上と、導電層43b上と、のそれぞれに形成される。
<Formation of opening>
Next, an opening is formed in the insulating layer 36, and a conductive layer 46 is formed in the opening (FIG. 23A). The opening can be formed by selectively etching the insulating layer 36. Note that the opening is formed in each of the conductive layer 43a and the conductive layer 43b of the transistor 40.

導電層46は、代表的には、スパッタリング法、CVD法(熱CVD法、MOCVD法、PECVD法等を含む)、MBE法、ALD法、PLD法などによって成膜することができる。   The conductive layer 46 can be typically formed by a sputtering method, a CVD method (including a thermal CVD method, an MOCVD method, a PECVD method, or the like), an MBE method, an ALD method, a PLD method, or the like.

導電層46の成膜後は、エッチング処理、又はCMP(Chemical Mechanical Polishing)法などにより、平坦化処理を行う。この処理により、導電層46の成膜時に絶縁層36上などに形成される不要な導電膜を除去することができる。   After the conductive layer 46 is formed, planarization is performed by etching, CMP (Chemical Mechanical Polishing), or the like. By this treatment, an unnecessary conductive film formed on the insulating layer 36 or the like when the conductive layer 46 is formed can be removed.

導電層46の材料としては、金属材料、合金材料、金属窒化物材料、または金属酸化物材料などの導電性材料を、単層または積層して用いることができる。耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましく、タングステンを用いることが好ましい。または、アルミニウムや銅などの低抵抗導電性材料で形成することが好ましい。低抵抗導電性材料を用いることで配線抵抗を低くすることができる。   As a material of the conductive layer 46, a conductive material such as a metal material, an alloy material, a metal nitride material, or a metal oxide material can be used as a single layer or a stacked layer. It is preferable to use a high melting point material such as tungsten or molybdenum that has both heat resistance and conductivity, and it is preferable to use tungsten. Alternatively, it is preferably formed using a low-resistance conductive material such as aluminum or copper. Wiring resistance can be lowered by using a low-resistance conductive material.

なお、導電層46の構造は、実施の形態6のトランジスタの構成例1で説明しているバックゲート電極と同様に、2層構造、又は3層以上の積層構造であることが好ましい。例えば、水素に対するバリア性を有する導電体として、窒化タンタル等を1層目(導電層46a)として形成し、導電性が高い材料として、タングステンを2層目(導電層46b)として埋めるように積層すればよい。   Note that the structure of the conductive layer 46 is preferably a two-layer structure or a stacked structure of three or more layers, as in the back gate electrode described in Structural Example 1 of the transistor in Embodiment 6. For example, tantalum nitride or the like is formed as a first layer (conductive layer 46a) as a conductor having a barrier property against hydrogen, and tungsten is stacked as a second layer (conductive layer 46b) as a highly conductive material. do it.

<配線層の形成>
次に、配線層を形成する。具体的には、絶縁層36上に絶縁層37を形成し、絶縁層36上及び導電層46上に配線として機能する導電層47と、を形成する(図23(B))。なお、絶縁層37の材料及び形成方法は、絶縁層36の材料及び形成方法を参酌する。同様に、導電層47の材料及び形成方法は、導電層46の材料及び形成方法を参酌する。また、図23(B)において、導電層47は、導電層46と同様に2層構造を有しているが、導電層47の1層目、及び2層目の符号は省略している。
<Formation of wiring layer>
Next, a wiring layer is formed. Specifically, an insulating layer 37 is formed over the insulating layer 36, and a conductive layer 47 functioning as a wiring is formed over the insulating layer 36 and the conductive layer 46 (FIG. 23B). Note that the material and the formation method of the insulating layer 37 are referred to for the material and the formation method of the insulating layer 36. Similarly, the material and the formation method of the conductive layer 47 refer to the material and the formation method of the conductive layer 46. In FIG. 23B, the conductive layer 47 has a two-layer structure like the conductive layer 46, but the reference numerals of the first and second layers of the conductive layer 47 are omitted.

絶縁層37は、開口部を有し、該開口部には導電層47が形成されている。絶縁層37は、該開口部を複数有しており、その一部の開口部は、導電層46と導電層47とを電気的に接続するために形成されている。また、残りの開口部は、導電層47を配線として引き回すために形成されている。   The insulating layer 37 has an opening, and a conductive layer 47 is formed in the opening. The insulating layer 37 has a plurality of openings, and some of the openings are formed to electrically connect the conductive layer 46 and the conductive layer 47. The remaining openings are formed to route the conductive layer 47 as wiring.

<容量素子の形成>
次に、絶縁層37及び導電層47上に、容量素子70を有する層を形成する(図23(C))。
<Formation of capacitive element>
Next, a layer including the capacitor 70 is formed over the insulating layer 37 and the conductive layer 47 (FIG. 23C).

なお、本作製例では、記憶装置が有する容量素子の構造として、トレンチ型の構造を図示しているが、該容量素子は、プレーナ型の構造としてもよい。   Note that in this manufacturing example, a trench structure is illustrated as the structure of the capacitor included in the memory device; however, the capacitor may have a planar structure.

容量素子70は、絶縁層38a、絶縁層38b、絶縁層38c、導電層48a、及び導電層48bによって構成されている。特に、導電層48aは、容量素子70の第1電極として機能し、導電層48bは、容量素子70の第2電極として機能する。   The capacitor element 70 includes an insulating layer 38a, an insulating layer 38b, an insulating layer 38c, a conductive layer 48a, and a conductive layer 48b. In particular, the conductive layer 48 a functions as a first electrode of the capacitor 70, and the conductive layer 48 b functions as a second electrode of the capacitor 70.

絶縁層38aは、絶縁層37及び導電層47上に形成されている。絶縁層38aとしては、水素や不純物が拡散しないようなバリア性を有する膜を用いることが好ましく、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いればよい。   The insulating layer 38 a is formed on the insulating layer 37 and the conductive layer 47. As the insulating layer 38a, it is preferable to use a film having a barrier property so that hydrogen and impurities do not diffuse. For example, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, and oxynitride Aluminum, aluminum nitride, or the like may be used.

また、図23(C)において、絶縁層38aは、導電層43b上と電気的に接続されている導電層46、及び導電層47と重なる領域に、開口部を有する。開口部は、絶縁層38aの成膜後に絶縁層36を選択的にエッチング処理することで形成することができる。   In FIG. 23C, the insulating layer 38a has an opening in a region overlapping with the conductive layer 46 and the conductive layer 47 which are electrically connected to the conductive layer 43b. The opening can be formed by selectively etching the insulating layer 36 after the insulating layer 38a is formed.

絶縁層38aの開口部には、導電層48aが形成されている。導電層48aとしては、金属材料、合金材料、または金属酸化物材料などの導電性材料を用いることができる。耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましく、特にタングステンを用いることが好ましい。また、導電体などの他の構造と同時に形成する場合は、低抵抗金属材料である銅やアルミニウム等を用いればよい。   A conductive layer 48a is formed in the opening of the insulating layer 38a. As the conductive layer 48a, a conductive material such as a metal material, an alloy material, or a metal oxide material can be used. It is preferable to use a high-melting-point material such as tungsten or molybdenum that has both heat resistance and conductivity, and it is particularly preferable to use tungsten. In the case of forming simultaneously with other structures such as a conductor, low resistance metal material such as copper or aluminum may be used.

導電層48aは、絶縁層38aの開口部を形成した後に、スパッタリング法、CVD法(熱CVD法、MOCVD法、PECVD法等を含む)、MBE法、ALD法、PLD法などによって成膜することができる。そして、導電層48aの成膜後は、エッチング処理、又はCMP法などによって、導電層48aによって絶縁層38aの開口部以外に成膜された導電膜を除去する。   The conductive layer 48a is formed by sputtering, CVD (including thermal CVD, MOCVD, PECVD, etc.), MBE, ALD, PLD, etc. after the opening of the insulating layer 38a is formed. Can do. After the formation of the conductive layer 48a, the conductive film formed on the conductive layer 48a other than the opening of the insulating layer 38a is removed by an etching process, a CMP method, or the like.

その後、絶縁層38a及び導電層48a上に、絶縁層38bを成膜する。絶縁層38bとしては、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム、窒化酸化ハフニウム、窒化ハフニウムなどを用いればよく、積層または単層で設ける。   Thereafter, the insulating layer 38b is formed over the insulating layer 38a and the conductive layer 48a. Examples of the insulating layer 38b include silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide, aluminum nitride, hafnium oxide, hafnium oxynitride, hafnium nitride oxide, and hafnium nitride. May be used, and a stacked layer or a single layer is provided.

例えば、絶縁層38bを積層構造とする場合、酸化アルミニウムなどの高誘電率材料と、酸化窒化シリコンなどの絶縁耐力が大きい材料を用いて、積層構造を設けることが好ましい。当該構成により、容量素子70は、高誘電率の絶縁体を有することで、十分な容量を確保できる。更に、絶縁層38bが絶縁耐力の大きい絶縁体を有することで、絶縁耐力が向上し、容量素子70の静電破壊を抑制することができる。   For example, when the insulating layer 38b has a stacked structure, the stacked structure is preferably formed using a high dielectric constant material such as aluminum oxide and a material having high dielectric strength such as silicon oxynitride. With this configuration, the capacitor 70 has a high dielectric constant insulator, so that a sufficient capacitance can be secured. Furthermore, since the insulating layer 38b includes an insulator having a large dielectric strength, the dielectric strength is improved, and electrostatic breakdown of the capacitor 70 can be suppressed.

絶縁層38bの形成後は、絶縁層38b上に導電層48bが成膜される。なお、導電層48bは、絶縁層38aの開口部を埋めるように成膜される。導電層48bは、導電層48aと同じ材料及び方法で成膜することができる。   After the formation of the insulating layer 38b, a conductive layer 48b is formed on the insulating layer 38b. The conductive layer 48b is formed so as to fill the opening of the insulating layer 38a. The conductive layer 48b can be formed using the same material and method as the conductive layer 48a.

導電層48bの成膜後、絶縁層38bを介して、導電層48aと重畳する領域を残して、それ以外の導電膜をエッチング処理などによって除去する。   After the formation of the conductive layer 48b, the other conductive film is removed by an etching process or the like while leaving a region overlapping with the conductive layer 48a through the insulating layer 38b.

絶縁層38cは、絶縁層38b及び導電層48b上に成膜される。絶縁層38cとしては、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いればよく、積層または単層で設ける。また、酸素と水素を含む窒化シリコン(SiNOH)を用いると、加熱によって脱離する水素の量を多くすることができるため好ましい。また、TEOS(Tetra−Ethyl−Ortho−Silicate)若しくはシラン等と、酸素若しくは亜酸化窒素等とを反応させて形成した段差被覆性の良い酸化シリコンを用いることもできる。   The insulating layer 38c is formed over the insulating layer 38b and the conductive layer 48b. As the insulating layer 38c, for example, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide, aluminum nitride, or the like may be used, and a stacked layer or a single layer is used. In addition, it is preferable to use silicon nitride (SiNOH) containing oxygen and hydrogen because the amount of hydrogen desorbed by heating can be increased. Alternatively, silicon oxide with good step coverage formed by reacting TEOS (Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate) or silane with oxygen, nitrous oxide, or the like can be used.

絶縁層38cは、例えば、スパッタリング法、CVD法(熱CVD法、MOCVD法、PECVD法等を含む)、MBE法、ALD法またはPLD法などを用いて成膜することができる。   The insulating layer 38c can be formed using, for example, a sputtering method, a CVD method (including a thermal CVD method, an MOCVD method, a PECVD method, or the like), an MBE method, an ALD method, or a PLD method.

絶縁層38cの成膜後は、エッチング処理、又はCMP法などによって、導電層48bが露出するまで、平坦化処理を行う。   After the insulating layer 38c is formed, planarization is performed by etching or CMP until the conductive layer 48b is exposed.

<配線層とパッシベーション膜の形成>
次に、配線層とパッシベーション膜を形成する。具体的には、容量素子70を有する層の上に、絶縁層39aと、配線として機能する導電層49と、を形成し、絶縁層39a上及び導電層49上に、パッシベーション膜として機能する絶縁層39bを形成する(図24(A))。
<Formation of wiring layer and passivation film>
Next, a wiring layer and a passivation film are formed. Specifically, an insulating layer 39a and a conductive layer 49 functioning as a wiring are formed over the layer including the capacitor 70, and the insulating layer 39a and the conductive layer 49 are functioning as a passivation film. The layer 39b is formed (FIG. 24A).

絶縁層39aは、導電層48bと重畳する領域において、開口部を有する。なお、絶縁層39aの材料及び形成方法は、絶縁層37の材料及び形成方法を参酌する。また、絶縁層39aの材料は、絶縁層38cと同じ材料としてもよい。   The insulating layer 39a has an opening in a region overlapping with the conductive layer 48b. Note that the material and formation method of the insulating layer 37 are referred to for the material and formation method of the insulating layer 39a. The material of the insulating layer 39a may be the same material as the insulating layer 38c.

導電層49は、絶縁層39aの開口部に形成されている。導電層49の材料及び形成方法は、導電層47の材料及び形成法を参酌する。   The conductive layer 49 is formed in the opening of the insulating layer 39a. For the material and formation method of the conductive layer 49, the material and formation method of the conductive layer 47 are taken into consideration.

絶縁層39bは、絶縁層39a上及び導電層49上に形成されている。絶縁層39bは、水素や不純物が拡散しないようなバリア性を有する膜を用いることが好ましく、絶縁層39bの材料としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化アルミニウムなどを用いることができる。また、絶縁層39bは、単層ではなく、上述した材料から複数選択して形成された積層としてもよい。   The insulating layer 39b is formed on the insulating layer 39a and the conductive layer 49. The insulating layer 39b is preferably a film having a barrier property so that hydrogen and impurities do not diffuse. Examples of the material of the insulating layer 39b include silicon nitride, silicon nitride oxide, aluminum nitride, aluminum nitride oxide, aluminum oxynitride, Aluminum oxide or the like can be used. In addition, the insulating layer 39b may be a stacked layer formed by selecting a plurality of materials from the above-described materials instead of a single layer.

<保護層の形成>
次に、絶縁層39b上に保護層75を形成する(図24(B))。保護層75としては、接着層及び基板を用いてもよい。
<Formation of protective layer>
Next, the protective layer 75 is formed over the insulating layer 39b (FIG. 24B). As the protective layer 75, an adhesive layer and a substrate may be used.

該接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いてもよい。   As the adhesive layer, various curable adhesives such as an ultraviolet curable photocurable adhesive, a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, and an anaerobic adhesive can be used. Further, an adhesive sheet or the like may be used.

該基板としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ABS樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。該基板には、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体等の各種材料を用いてもよい。   Examples of the substrate include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resin, acrylic resin, polyimide resin, polymethyl methacrylate resin, polycarbonate (PC) resin, polyethersulfone (PES). ) Resin, polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) Resin, ABS resin, cellulose nanofiber, etc. can be used. For the substrate, various materials such as glass, quartz, resin, metal, alloy, and semiconductor having a thickness enough to be flexible may be used.

<レーザ光の照射>
次に、レーザ光55を照射する(図25)。レーザ光55は、例えば、図25においては、左側から右側に走査される線状レーザビームで、その長軸は、その走査方向及びその入射方向(上から下)に垂直である。レーザ装置において、基板14が上側にくるように積層体を配置する。積層体には、積層体(基板14)の上側からレーザ光55が照射される。
<Laser irradiation>
Next, the laser beam 55 is irradiated (FIG. 25). For example, in FIG. 25, the laser beam 55 is a linear laser beam scanned from the left side to the right side, and its major axis is perpendicular to the scanning direction and the incident direction (from top to bottom). In the laser device, the stacked body is arranged so that the substrate 14 is on the upper side. The laminated body is irradiated with laser light 55 from above the laminated body (substrate 14).

レーザ光55は、基板14を介して、金属酸化物層20と樹脂層23との界面またはその近傍に照射されることが好ましい。また、レーザ光55は、金属酸化物層20中に照射されてもよく、樹脂層23中に照射されてもよい。   The laser beam 55 is preferably applied to the interface between the metal oxide layer 20 and the resin layer 23 or the vicinity thereof through the substrate 14. Further, the laser beam 55 may be irradiated into the metal oxide layer 20 or may be irradiated into the resin layer 23.

金属酸化物層20は、レーザ光55を吸収する。樹脂層23は、レーザ光55を吸収する場合がある。   The metal oxide layer 20 absorbs the laser light 55. The resin layer 23 may absorb the laser light 55.

レーザ光55の照射により、金属酸化物層20と樹脂層23の密着性もしくは接着性が低下する。レーザ光55の照射により、樹脂層23が脆弱化されることがある。   By the irradiation with the laser beam 55, the adhesion or adhesiveness between the metal oxide layer 20 and the resin layer 23 is lowered. The resin layer 23 may be weakened by the irradiation with the laser beam 55.

レーザ光55としては、少なくともその一部が基板14を透過し、かつ金属酸化物層20に吸収される波長の光を選択して用いる。レーザ光55は、可視光線から紫外線の波長領域の光であることが好ましい。例えば波長が180nm以上450nm以下の光、好ましくは200nm以上400nm以下の光、より好ましくは波長が250nm以上350nm以下の光を用いることができる。特に、波長308nmのエキシマレーザを用いると、生産性に優れるため好ましい。また、Nd:YAGレーザの第三高調波である波長355nmのUVレーザなどの固体UVレーザ(半導体UVレーザともいう)を用いてもよい。固体レーザはガスを用いないため、エキシマレーザに比べて、ランニングコストを約1/3にでき、好ましい。また、ピコ秒レーザ等のパルスレーザを用いてもよい。   As the laser light 55, light having a wavelength that is at least partially transmitted through the substrate 14 and absorbed by the metal oxide layer 20 is selected and used. The laser light 55 is preferably light in the wavelength region from visible light to ultraviolet light. For example, light having a wavelength of 180 nm to 450 nm, preferably 200 nm to 400 nm, more preferably light having a wavelength of 250 nm to 350 nm can be used. In particular, it is preferable to use an excimer laser having a wavelength of 308 nm because the productivity is excellent. Alternatively, a solid-state UV laser (also referred to as a semiconductor UV laser) such as a UV laser having a wavelength of 355 nm, which is the third harmonic of the Nd: YAG laser, may be used. Since a solid-state laser does not use gas, the running cost can be reduced to about 1/3 compared to an excimer laser, which is preferable. Further, a pulse laser such as a picosecond laser may be used.

レーザ光55として、線状のレーザ光を用いる場合には、基板14と光源とを相対的に移動させることでレーザ光55を走査し、剥離したい領域に亘ってレーザ光55を照射する。   When a linear laser beam is used as the laser beam 55, the laser beam 55 is scanned by relatively moving the substrate 14 and the light source, and the laser beam 55 is irradiated over a region to be peeled off.

<分離の起点の形成>
次に、樹脂層23に分離の起点を形成する(図26(A)(B)(C))。例えば、保護層75側から、樹脂層23の端部よりも内側に刃物などの鋭利な形状の器具65を差し込み、枠状に切れ目64を入れる。
<Formation of separation starting point>
Next, a separation starting point is formed in the resin layer 23 (FIGS. 26A, 26B, and 26C). For example, a sharp tool 65 such as a blade is inserted inside the end of the resin layer 23 from the protective layer 75 side, and a cut 64 is made in a frame shape.

または、樹脂層23に、枠状にレーザ光を照射してもよい。   Alternatively, the resin layer 23 may be irradiated with a laser beam in a frame shape.

上述の通り、多面取りにより、1つの樹脂層23を用いて、複数の記憶装置を形成することができる。例えば、図7(B)の切れ目64の内側に、複数の記憶装置が配置される。これにより、複数の記憶装置を一度にまとめて基板14から分離することができる。   As described above, a plurality of storage devices can be formed using one resin layer 23 by multi-cavity. For example, a plurality of storage devices are arranged inside the cut 64 in FIG. Thus, a plurality of storage devices can be separated from the substrate 14 at once.

または、複数の樹脂層23を用いて、記憶装置ごとに樹脂層23を作り分けてもよい。図7(C)では、基板14上に、4つの樹脂層23を形成する例を示す。4つの樹脂層23それぞれに、枠状に切れ目64を入れることで、各記憶装置を異なるタイミングで基板14から分離することができる。   Alternatively, a plurality of resin layers 23 may be used to create the resin layers 23 for each storage device. FIG. 7C shows an example in which four resin layers 23 are formed on the substrate 14. Each memory device can be separated from the substrate 14 at different timings by making a cut 64 in a frame shape in each of the four resin layers 23.

本実施の形態の記憶装置の作製方法では、金属酸化物層20上に、樹脂層23が接する部分と、絶縁層31が接する部分と、を設けている。金属酸化物層20と絶縁層31との密着性(接着性)は、金属酸化物層20と樹脂層23との密着性(接着性)よりも高い。そのため、樹脂層23が金属酸化物層20から意図せず剥がれることを抑制できる。そして、分離の起点を形成することで、所望のタイミングで、金属酸化物層20と樹脂層23とを分離することができる。したがって、分離のタイミングを制御でき、かつ、分離に要する力が小さい。これにより、分離工程、及び記憶装置の作製工程の歩留まりを高めることができる。   In the method for manufacturing the memory device in this embodiment, a portion in contact with the resin layer 23 and a portion in contact with the insulating layer 31 are provided over the metal oxide layer 20. The adhesiveness (adhesiveness) between the metal oxide layer 20 and the insulating layer 31 is higher than the adhesiveness (adhesiveness) between the metal oxide layer 20 and the resin layer 23. Therefore, it can suppress that the resin layer 23 peels from the metal oxide layer 20 unintentionally. Then, by forming the separation starting point, the metal oxide layer 20 and the resin layer 23 can be separated at a desired timing. Therefore, the separation timing can be controlled and the force required for the separation is small. Accordingly, the yield of the separation process and the manufacturing process of the memory device can be increased.

<分離工程と貼り合わせ工程>
次に、金属酸化物層20と樹脂層23とを分離する(図27)。
<Separation process and bonding process>
Next, the metal oxide layer 20 and the resin layer 23 are separated (FIG. 27).

そして、露出した樹脂層23に、接着層28を用いて、基板29を貼り合わせる(図28(A))。   Then, the substrate 29 is bonded to the exposed resin layer 23 using the adhesive layer 28 (FIG. 28A).

基板29は、記憶装置の支持基板として機能することができる。特に、基板29は、実施の形態1で説明した、基板101、基板101a、基板101b、基板101cに相当する(図28(A)では、基板101の符号を図示している。)。基板29にはフィルムを用いることが好ましく、特に樹脂フィルムを用いることが好ましい。これにより記憶装置の軽量化、薄型化が可能となる。また、フィルム基板を用いた記憶装置は、ガラスや金属などを用いる場合に比べて、破損しにくい。また、記憶装置の可撓性を高めることができる。   The substrate 29 can function as a support substrate of the storage device. In particular, the substrate 29 corresponds to the substrate 101, the substrate 101a, the substrate 101b, and the substrate 101c described in Embodiment 1 (the reference numeral of the substrate 101 is illustrated in FIG. 28A). It is preferable to use a film for the substrate 29, and it is particularly preferable to use a resin film. As a result, the storage device can be reduced in weight and thickness. In addition, a storage device using a film substrate is less likely to be damaged than when glass or metal is used. In addition, the flexibility of the storage device can be increased.

接着層28には、保護層75に用いることができる接着層と同じ材料を適用することができる。基板29には、保護層75に用いることができる基板と同じ材料、又は実施の形態1で説明した基板101、基板101a、基板101b、基板101cに用いることができる基板と同じ材料を適用することができる。   The same material as the adhesive layer that can be used for the protective layer 75 can be applied to the adhesive layer 28. The substrate 29 is formed using the same material as the substrate that can be used for the protective layer 75 or the same material as the substrate that can be used for the substrate 101, the substrate 101a, the substrate 101b, and the substrate 101c described in Embodiment 1. Can do.

接着層28より上方に設けられた積層体は、実施の形態1で説明した半導体装置102、半導体装置102a、半導体装置102b、半導体装置102cに相当する(図28(A)では、半導体装置102の符号を図示している。)。   The stack provided above the adhesive layer 28 corresponds to the semiconductor device 102, the semiconductor device 102a, the semiconductor device 102b, and the semiconductor device 102c described in Embodiment 1 (in FIG. The symbols are shown.)

特に、保護層75として、保護層75を除去できるような材料を用いた場合、接着層28及び基板29を貼り合わせた(図28(A))後において、保護層75を除去する工程を行ってもよい(図28(B))。この工程によって、記憶装置が有する端子部の露出を容易に行うことができる。この場合、保護層75としては、例えば、硬化後でも可溶性を有する接着剤などを用いることができる。保護層75として、硬化後でも可溶性を有する接着剤を用いた場合、図26(A)の段階で該接着剤によって保護層75を形成し、図28(B)の段階で該接着剤を可溶する材料を用いて保護層75を除去すればよい。   In particular, when a material capable of removing the protective layer 75 is used as the protective layer 75, a step of removing the protective layer 75 is performed after the adhesive layer 28 and the substrate 29 are bonded together (FIG. 28A). (FIG. 28B). By this step, the terminal portion of the memory device can be easily exposed. In this case, as the protective layer 75, for example, an adhesive having solubility even after curing can be used. When an adhesive that is soluble even after curing is used as the protective layer 75, the protective layer 75 is formed with the adhesive in the step of FIG. 26A, and the adhesive is allowed to be used in the step of FIG. The protective layer 75 may be removed using a material that dissolves.

本実施の形態で説明する記憶装置の作製方法では、金属酸化物層20及び樹脂層23を積層し、光を照射する。これにより、金属酸化物層20と樹脂層23との密着性もしくは接着性を低下させることができる。そのため、基板14と樹脂層23とを容易に分離することができる。これにより、基板14上に作製したトランジスタ40、容量素子70などを基板14から剥離し、基板29に転置することができる。   In the method for manufacturing the memory device described in this embodiment, the metal oxide layer 20 and the resin layer 23 are stacked and irradiated with light. Thereby, the adhesiveness or adhesiveness of the metal oxide layer 20 and the resin layer 23 can be reduced. Therefore, the substrate 14 and the resin layer 23 can be easily separated. Accordingly, the transistor 40, the capacitor 70, and the like manufactured over the substrate 14 can be separated from the substrate 14 and transferred to the substrate 29.

特に、上述したとおり、1枚の基板14の上に複数の半導体装置を形成することで、記憶装置(装置100a、装置100b、装置100c、装置110a、装置111a、装置111b、装置112a、装置112b、装置113a、装置113b、装置120a、装置121a)を複数作製することができる。この記憶装置を、実施の形態1に示した構造のように曲げ畳む、又は丸めることにより、半導体装置(メモリセルアレイなど)を同一基板上に積層した構造よりも、短時間、かつ安価で記憶容量の大きい記憶装置を作製することができる。   In particular, as described above, by forming a plurality of semiconductor devices on one substrate 14, a storage device (device 100a, device 100b, device 100c, device 110a, device 111a, device 111b, device 112a, device 112b) is formed. A plurality of devices 113a, devices 113b, devices 120a, and devices 121a) can be manufactured. This storage device is bent and folded like the structure shown in Embodiment Mode 1, so that the storage capacity is shorter and less expensive than a structure in which semiconductor devices (memory cell array, etc.) are stacked on the same substrate. A large storage device can be manufactured.

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments described in this specification as appropriate.

(実施の形態6)
本実施の形態では、上記実施の形態で用いたOSトランジスタの構造について説明を行う。
(Embodiment 6)
In this embodiment, the structure of the OS transistor used in the above embodiment is described.

<金属酸化物>
まず、OSトランジスタに用いられる金属酸化物について説明する。
<Metal oxide>
First, the metal oxide used for the OS transistor will be described.

金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウムおよび亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。   The metal oxide preferably contains at least indium or zinc. In particular, it is preferable to contain indium and zinc. In addition to these, it is preferable that aluminum, gallium, yttrium, tin, or the like is contained. Further, one kind or plural kinds selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, or the like may be included.

ここでは、金属酸化物が、インジウム、元素Mおよび亜鉛を有するIn−M−Zn酸化物である場合を考える。なお、元素Mは、アルミニウム、ガリウム、イットリウムまたはスズなどとする。そのほかの元素Mに適用可能な元素としては、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、マグネシウムなどがある。ただし、元素Mとして、前述の元素を複数組み合わせても構わない場合がある。   Here, a case where the metal oxide is an In-M-Zn oxide containing indium, the element M, and zinc is considered. The element M is aluminum, gallium, yttrium, tin, or the like. Other elements applicable to the element M include boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium. However, the element M may be a combination of a plurality of the aforementioned elements.

次に、図29(A)、図29(B)、および図29(C)を用いて、本発明に係る金属酸化物が有するインジウム、元素Mおよび亜鉛の原子数比の好ましい範囲について説明する。なお、図29(A)、図29(B)、および図29(C)には、酸素の原子数比については記載しない。また、金属酸化物が有するインジウム、元素M、および亜鉛の原子数比のそれぞれの項を[In]、[M]、および[Zn]とする。   Next, with reference to FIGS. 29A, 29B, and 29C, a preferable range of the atomic ratio of indium, element M, and zinc included in the metal oxide according to the present invention will be described. . Note that the atomic ratio of oxygen is not described in FIGS. 29A, 29B, and 29C. The terms of the atomic ratio of indium, element M, and zinc of the metal oxide are [In], [M], and [Zn].

図29(A)、図29(B)、および図29(C)において、破線は、[In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):1の原子数比(−1≦α≦1)となるライン、[In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):2の原子数比となるライン、[In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):3の原子数比となるライン、[In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):4の原子数比となるライン、および[In]:[M]:[Zn]=(1+α):(1−α):5の原子数比となるラインを表す。   In FIG. 29A, FIG. 29B, and FIG. 29C, a broken line indicates an atomic ratio of [In]: [M]: [Zn] = (1 + α) :( 1-α): 1. Line that satisfies (−1 ≦ α ≦ 1), [In]: [M]: [Zn] = (1 + α) :( 1-α): line that has an atomic ratio of 2 [In]: [M] : [Zn] = (1 + α): (1-α): a line having an atomic ratio of 3; [In]: [M]: [Zn] = (1 + α): (1-α): number of atoms of 4 A line to be a ratio and a line to have an atomic ratio of [In]: [M]: [Zn] = (1 + α) :( 1−α): 5.

また、一点鎖線は、[In]:[M]:[Zn]=5:1:βの原子数比(β≧0)となるライン、[In]:[M]:[Zn]=2:1:βの原子数比となるライン、[In]:[M]:[Zn]=1:1:βの原子数比となるライン、[In]:[M]:[Zn]=1:2:βの原子数比となるライン、[In]:[M]:[Zn]=1:3:βの原子数比となるライン、および[In]:[M]:[Zn]=1:4:βの原子数比となるラインを表す。   The one-dot chain line is a line having an atomic ratio of [In]: [M]: [Zn] = 5: 1: β (β ≧ 0), and [In]: [M]: [Zn] = 2: A line with an atomic ratio of 1: β, [In]: [M]: [Zn] = 1: 1: a line with an atomic ratio of β, [In]: [M]: [Zn] = 1 2: Line with an atomic ratio of β, [In]: [M]: [Zn] = 1: 3: Line with an atomic ratio of β, and [In]: [M]: [Zn] = 1 : 4: represents a line having an atomic ratio of β.

また、図29(A)、図29(B)、および図29(C)に示す、[In]:[M]:[Zn]=0:2:1の原子数比、およびその近傍値の金属酸化物は、スピネル型の結晶構造をとりやすい。   In addition, the atomic ratio of [In]: [M]: [Zn] = 0: 2: 1 shown in FIGS. 29 (A), 29 (B), and 29 (C), and the neighborhood values thereof. Metal oxides tend to have a spinel crystal structure.

また、金属酸化物中に複数の相が共存する場合がある(二相共存、三相共存など)。例えば、原子数比が[In]:[M]:[Zn]=0:2:1の近傍値である場合、スピネル型の結晶構造と層状の結晶構造との二相が共存しやすい。また、原子数比が[In]:[M]:[Zn]=1:0:0の近傍値である場合、ビックスバイト型の結晶構造と層状の結晶構造との二相が共存しやすい。金属酸化物中に複数の相が共存する場合、異なる結晶構造の間において、結晶粒界が形成される場合がある。   In addition, a plurality of phases may coexist in the metal oxide (two-phase coexistence, three-phase coexistence, etc.). For example, when the atomic ratio is a value close to [In]: [M]: [Zn] = 0: 2: 1, two phases of a spinel crystal structure and a layered crystal structure tend to coexist. Further, when the atomic ratio is a value close to [In]: [M]: [Zn] = 1: 0: 0, two phases of a bixbite type crystal structure and a layered crystal structure tend to coexist. When a plurality of phases coexist in a metal oxide, a crystal grain boundary may be formed between different crystal structures.

図29(A)に示す領域Aは、金属酸化物が有する、インジウム、元素M、および亜鉛の原子数比の好ましい範囲の一例について示している。   A region A illustrated in FIG. 29A illustrates an example of a preferable range of the atomic ratio of indium, the element M, and zinc included in the metal oxide.

金属酸化物は、インジウムの含有率を高くすることで、金属酸化物のキャリア移動度(電子移動度)を高くすることができる。従って、インジウムの含有率が高い金属酸化物はインジウムの含有率が低い金属酸化物と比較してキャリア移動度が高くなる。   The metal oxide can increase the carrier mobility (electron mobility) of the metal oxide by increasing the indium content. Therefore, a metal oxide having a high indium content has higher carrier mobility than a metal oxide having a low indium content.

一方、金属酸化物中のインジウムおよび亜鉛の含有率が低くなると、キャリア移動度が低くなる。従って、原子数比が[In]:[M]:[Zn]=0:1:0、およびその近傍値である場合(例えば図29(C)に示す領域C)は、絶縁性が高くなる。   On the other hand, when the content of indium and zinc in the metal oxide is lowered, the carrier mobility is lowered. Therefore, when the atomic ratio is [In]: [M]: [Zn] = 0: 1: 0 and its vicinity (for example, the region C shown in FIG. 29C), the insulating property becomes high. .

従って、本発明の一態様の金属酸化物は、キャリア移動度が高く、かつ、結晶粒界が少ない層状構造となりやすい、図29(A)の領域Aで示される原子数比を有することが好ましい。   Therefore, the metal oxide of one embodiment of the present invention preferably has an atomic ratio shown in Region A in FIG. 29A, which has a high carrier mobility and a layered structure with few crystal grain boundaries. .

特に、図29(B)に示す領域Bでは、領域Aの中でも、CAAC(c−axis aligned crystalline)−OSとなりやすく、キャリア移動度も高い優れた金属酸化物が得られる。   In particular, in the region B illustrated in FIG. 29B, among the regions A, an excellent metal oxide that easily becomes a CAAC (c-axis aligned crystalline) -OS and has high carrier mobility can be obtained.

CAAC−OSは、c軸配向性を有し、かつa−b面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造である。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。   The CAAC-OS has a c-axis orientation and a crystal structure in which a plurality of nanocrystals are connected in the ab plane direction and have a strain. Note that the strain refers to a portion where the orientation of the lattice arrangement changes between a region where the lattice arrangement is aligned and a region where another lattice arrangement is aligned in a region where a plurality of nanocrystals are connected.

ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形、および七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、CAAC−OSにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界(グレインバウンダリーともいう)を確認することはできない。即ち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、CAAC−OSが、a−b面方向において原子配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためと考えられる。   Nanocrystals are based on hexagons, but are not limited to regular hexagons and may be non-regular hexagons. In addition, there may be a lattice arrangement such as a pentagon and a heptagon in the distortion. Note that in the CAAC-OS, a clear crystal grain boundary (also referred to as a grain boundary) cannot be confirmed even in the vicinity of strain. That is, it can be seen that the formation of crystal grain boundaries is suppressed by the distortion of the lattice arrangement. This is because the CAAC-OS can tolerate distortion due to the fact that the atomic arrangement is not dense in the ab plane direction and the bond distance between atoms changes due to substitution of metal elements. Conceivable.

CAAC−OSは結晶性の高い金属酸化物である。一方、CAAC−OSは、明確な結晶粒界を確認することはできないため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、CAAC−OSは不純物や欠陥(酸素欠損など)の少ない金属酸化物ともいえる。従って、CAAC−OSを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、CAAC−OSを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。   CAAC-OS is a metal oxide with high crystallinity. On the other hand, since CAAC-OS cannot confirm a clear crystal grain boundary, it can be said that a decrease in electron mobility due to the crystal grain boundary hardly occurs. In addition, since the crystallinity of the metal oxide may be reduced due to entry of impurities, generation of defects, or the like, the CAAC-OS can be said to be a metal oxide with few impurities and defects (such as oxygen vacancies). Therefore, the physical properties of the metal oxide including the CAAC-OS are stable. Therefore, a metal oxide including a CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability.

なお、領域Bは、[In]:[M]:[Zn]=4:2:3から4.1、およびその近傍値を含む。近傍値には、例えば、[In]:[M]:[Zn]=5:3:4が含まれる。また、領域Bは、[In]:[M]:[Zn]=5:1:6、およびその近傍値、および[In]:[M]:[Zn]=5:1:7、およびその近傍値を含む。   Note that the region B includes [In]: [M]: [Zn] = 4: 2: 3 to 4.1 and the vicinity thereof. The neighborhood value includes, for example, [In]: [M]: [Zn] = 5: 3: 4. The region B includes [In]: [M]: [Zn] = 5: 1: 6 and its neighboring values, and [In]: [M]: [Zn] = 5: 1: 7, and Includes neighborhood values.

なお、金属酸化物が有する性質は、原子数比によって一義的に定まらない。同じ原子数比であっても、形成条件により、金属酸化物の性質が異なる場合がある。例えば、金属酸化物をスパッタリング装置にて成膜する場合、ターゲットの原子数比からずれた原子数比の膜が形成される。また、成膜時の基板温度によっては、ターゲットの[Zn]よりも、膜の[Zn]が小さくなる場合がある。従って、図示する領域は、金属酸化物が特定の特性を有する傾向がある原子数比を示す領域であり、領域A乃至領域Cの境界は厳密ではない。   Note that the properties of metal oxides are not uniquely determined by the atomic ratio. Even if the atomic ratio is the same, the properties of the metal oxide may differ depending on the formation conditions. For example, when a metal oxide film is formed using a sputtering apparatus, a film having an atomic ratio that deviates from the atomic ratio of the target is formed. Further, depending on the substrate temperature during film formation, [Zn] of the film may be smaller than [Zn] of the target. Therefore, the illustrated region is a region that exhibits an atomic ratio in which the metal oxide tends to have specific characteristics, and the boundaries of the regions A to C are not strict.

<トランジスタ構造1>
図30(A)および図30(B)は、トランジスタ200aの上面図および断面図である。図30(A)は上面図であり、図30(B)の左図は、図30(A)に示す一点鎖線X1−X2、図30(B)の右図は、一点鎖線Y1−Y2に対応する断面図である。なお、図30(A)の上面図では、図の明瞭化のために一部の要素を省いて図示している。
<Transistor structure 1>
30A and 30B are a top view and a cross-sectional view of the transistor 200a. FIG. 30A is a top view, the left diagram in FIG. 30B is a dashed-dotted line X1-X2 shown in FIG. 30A, and the right diagram in FIG. 30B is a dashed-dotted line Y1-Y2. FIG. Note that for simplification of the drawing, some components are not illustrated in the top view in FIG.

図30(B)は、絶縁体214及び絶縁体216上にトランジスタ200aが設けられた例を示している。   FIG. 30B illustrates an example in which the transistor 200a is provided over the insulator 214 and the insulator 216.

トランジスタ200aは、ゲート電極として機能する導電体205(導電体205a、および導電体205b)および導電体260と、ゲート絶縁体として機能する絶縁体220、絶縁体222、絶縁体224、および絶縁体250と、金属酸化物230(金属酸化物230a、金属酸化物230b、および金属酸化物230c)と、ソースまたはドレインの一方として機能する導電体240aと、ソースまたはドレインの他方として機能する導電体240bと、導電体260を保護する絶縁体241と、過剰酸素を有する(化学量論的組成よりも過剰に酸素を含む)絶縁体280と、を有する。   The transistor 200a includes a conductor 205 (a conductor 205a and a conductor 205b) and a conductor 260 that function as gate electrodes, an insulator 220, an insulator 222, an insulator 224, and an insulator 250 that function as gate insulators. A metal oxide 230 (metal oxide 230a, metal oxide 230b, and metal oxide 230c), a conductor 240a functioning as one of a source or a drain, and a conductor 240b functioning as the other of a source or a drain And an insulator 241 that protects the conductor 260 and an insulator 280 having excess oxygen (containing oxygen in excess of the stoichiometric composition).

トランジスタ200aにおいて、導電体260をトップゲート、導電体205をボトムゲートと呼ぶ場合がある。あるいは、導電体260を第1ゲート、導電体205を第2ゲートと呼ぶ場合がある。   In the transistor 200a, the conductor 260 may be referred to as a top gate and the conductor 205 may be referred to as a bottom gate. Alternatively, the conductor 260 may be referred to as a first gate and the conductor 205 may be referred to as a second gate.

また、金属酸化物230は、金属酸化物230aと、金属酸化物230a上の金属酸化物230bと、金属酸化物230b上の金属酸化物230cと、を有する。トランジスタ200aをオンさせると、主として金属酸化物230bに電流が流れる。金属酸化物230bはチャネル形成領域としての機能を有する。一方、金属酸化物230aおよび金属酸化物230cは、金属酸化物230bとの界面近傍(混合領域となっている場合もある)は電流が流れる場合があるものの、そのほかの領域は絶縁体として機能する場合がある。   The metal oxide 230 includes a metal oxide 230a, a metal oxide 230b on the metal oxide 230a, and a metal oxide 230c on the metal oxide 230b. When the transistor 200a is turned on, a current flows mainly through the metal oxide 230b. The metal oxide 230b functions as a channel formation region. On the other hand, in the metal oxide 230a and the metal oxide 230c, current may flow near the interface with the metal oxide 230b (which may be a mixed region), but the other regions function as insulators. There is a case.

金属酸化物230a、金属酸化物230cは、金属酸化物230bよりも伝導帯下端のエネルギー準位が真空準位に近く、代表的には、金属酸化物230bと、金属酸化物230aと、の伝導帯下端のエネルギー準位との差が、0.15eV以上2eV以下であれば好ましく、更に0.5eV以上1eV以下であればより好ましい。加えて、金属酸化物230bと、金属酸化物230cと、の伝導帯下端のエネルギー準位との差が、0.15eV以上2eV以下であれば好ましく、更に0.5eV以上1eV以下であればより好ましい。すなわち、金属酸化物230bの電子親和力は、金属酸化物230a及び金属酸化物230cのそれぞれの電子親和力よりも高ければよく、具体的には、金属酸化物230a及び金属酸化物230bのそれぞれの電子親和力との差が、0.15eV以上2eV以下、好ましくは0.5eV以上1eV以下であり、かつ金属酸化物230cと金属酸化物230bのそれぞれの電子親和力との差が0.15eV以上2eV以下、好ましくは0.5eV以上1eV以下であることが好ましい。   In the metal oxide 230a and the metal oxide 230c, the energy level at the lower end of the conduction band is closer to the vacuum level than the metal oxide 230b, and the conduction between the metal oxide 230b and the metal oxide 230a is representative. The difference from the energy level at the lower end of the band is preferably from 0.15 eV to 2 eV, more preferably from 0.5 eV to 1 eV. In addition, the difference between the energy level at the lower end of the conduction band between the metal oxide 230b and the metal oxide 230c is preferably 0.15 eV or more and 2 eV or less, and more preferably 0.5 eV or more and 1 eV or less. preferable. That is, the electron affinity of the metal oxide 230b only needs to be higher than the electron affinity of each of the metal oxide 230a and the metal oxide 230c, and specifically, the electron affinity of each of the metal oxide 230a and the metal oxide 230b. And the difference between the electron affinity of each of the metal oxide 230c and the metal oxide 230b is 0.15 eV or more and 2 eV or less, preferably 0.15 eV or more and 2 eV or less, preferably 0.5 eV or more and 1 eV or less. Is preferably 0.5 eV or more and 1 eV or less.

金属酸化物230bにおいて、エネルギーギャップは2eV以上が好ましく、2.5eV以上3.0eV以下がより好ましい。また、金属酸化物230aおよび金属酸化物230cにおいて、エネルギーギャップは2eV以上が好ましく、2.5eV以上がより好ましく、2.7eV以上3.5eV以下がさらに好ましい。また、金属酸化物230aおよび金属酸化物230cのエネルギーギャップは、金属酸化物230bのエネルギーギャップよりも大きいことが好ましい。例えば、金属酸化物230aおよび金属酸化物230cのエネルギーギャップは、金属酸化物230bのエネルギーギャップと比べて、0.15eV以上、または0.5eV以上、または1.0eV以上であり、2eV以下、または1eV以下であることが好ましい。   In the metal oxide 230b, the energy gap is preferably 2 eV or more, and more preferably 2.5 eV or more and 3.0 eV or less. In the metal oxide 230a and the metal oxide 230c, the energy gap is preferably 2 eV or more, more preferably 2.5 eV or more, and further preferably 2.7 eV or more and 3.5 eV or less. The energy gap between the metal oxide 230a and the metal oxide 230c is preferably larger than the energy gap between the metal oxide 230b. For example, the energy gap between the metal oxide 230a and the metal oxide 230c is greater than or equal to 0.15 eV, or greater than or equal to 0.5 eV, or greater than or equal to 1.0 eV, and less than or equal to 2 eV, or It is preferably 1 eV or less.

また、金属酸化物230a、金属酸化物230bおよび金属酸化物230cの厚さは、3nm以上200nm以下、好ましくは3nm以上100nm以下、さらに好ましくは3nm以上60nm以下である。   The thicknesses of the metal oxide 230a, the metal oxide 230b, and the metal oxide 230c are 3 nm to 200 nm, preferably 3 nm to 100 nm, and more preferably 3 nm to 60 nm.

金属酸化物のキャリア密度を小さくすることで、トランジスタのしきい値電圧のマイナスシフト、またはトランジスタのオフ電流を低くすることができるため好ましい。金属酸化物のキャリア密度に影響を与える因子としては、金属酸化物中の酸素欠損(Vo)、または金属酸化物中の不純物などが挙げられる。金属酸化物中の酸素欠損が多くなると、該酸素欠損に水素が結合(この状態をVoHともいう)した際に、欠陥準位密度が高くなる。または、金属酸化物中の不純物が多くなると、該不純物に起因し欠陥準位密度が高くなる。したがって、金属酸化物中の欠陥準位密度を制御することで、金属酸化物のキャリア密度を制御することができる。   It is preferable to reduce the carrier density of the metal oxide because a negative shift of the threshold voltage of the transistor or an off-state current of the transistor can be reduced. Factors that affect the carrier density of the metal oxide include oxygen deficiency (Vo) in the metal oxide or impurities in the metal oxide. When the number of oxygen vacancies in the metal oxide increases, the density of defect states increases when hydrogen is bonded to the oxygen vacancies (this state is also referred to as VoH). Alternatively, when the number of impurities in the metal oxide increases, the density of defect states increases due to the impurities. Therefore, the carrier density of the metal oxide can be controlled by controlling the defect level density in the metal oxide.

金属酸化物230aおよび金属酸化物230cのキャリア密度は、例えば、8×1015cm−3未満、好ましくは1×1011cm−3未満、さらに好ましくは1×1010cm−3未満であり、1×10−9cm−3以上とすればよい。 The carrier density of the metal oxide 230a and the metal oxide 230c is, for example, less than 8 × 10 15 cm −3 , preferably less than 1 × 10 11 cm −3 , more preferably less than 1 × 10 10 cm −3 , What is necessary is just to set it as 1 * 10 < -9 > cm < -3 > or more.

一方で、トランジスタのオン電流の向上、またはトランジスタの電界効果移動度の向上を目的とする場合、金属酸化物のキャリア密度を大きくする方が好ましい。金属酸化物のキャリア密度を大きくするには、金属酸化物の不純物濃度をわずかに高める、あるいは、金属酸化物のバンドギャップをより小さくするとよい。   On the other hand, for the purpose of improving the on-state current of the transistor or the field effect mobility of the transistor, it is preferable to increase the carrier density of the metal oxide. In order to increase the carrier density of the metal oxide, it is preferable to slightly increase the impurity concentration of the metal oxide or to further reduce the band gap of the metal oxide.

金属酸化物230bのキャリア密度は、金属酸化物230aおよび金属酸化物230cと比較して大きいことが好ましい。   The carrier density of the metal oxide 230b is preferably higher than that of the metal oxide 230a and the metal oxide 230c.

金属酸化物230aと金属酸化物230bとの界面、または金属酸化物230bと金属酸化物230cとの界面において形成される混合層の欠陥準位密度を低くすることが好ましい。具体的には、金属酸化物230aと金属酸化物230b、金属酸化物230bと金属酸化物230cが、酸素以外に共通の元素を有する(主成分とする)ことで、欠陥準位密度が低い混合層を形成することができる。例えば、金属酸化物230bがIn−Ga−Zn酸化物の場合、金属酸化物230a、金属酸化物230cとして、In−Ga−Zn酸化物、Ga−Zn酸化物、酸化ガリウムなどを用いるとよい。   It is preferable to reduce the defect state density of the mixed layer formed at the interface between the metal oxide 230a and the metal oxide 230b or at the interface between the metal oxide 230b and the metal oxide 230c. Specifically, the metal oxide 230a and the metal oxide 230b, and the metal oxide 230b and the metal oxide 230c have a common element (main component) in addition to oxygen, so that the density of defect states is low. A layer can be formed. For example, in the case where the metal oxide 230b is an In—Ga—Zn oxide, an In—Ga—Zn oxide, a Ga—Zn oxide, a gallium oxide, or the like may be used as the metal oxide 230a and the metal oxide 230c.

このとき、キャリアの主たる経路は金属酸化物230bとなる。金属酸化物230aと金属酸化物230bとの界面、および金属酸化物230bと金属酸化物230cとの界面における欠陥準位密度を低くすることができるため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さく、高いオン電流が得られる。   At this time, the main path of carriers is the metal oxide 230b. Since the defect level density at the interface between the metal oxide 230a and the metal oxide 230b and the interface between the metal oxide 230b and the metal oxide 230c can be reduced, the influence on the carrier conduction due to interface scattering is small. High on-current can be obtained.

金属酸化物230a、金属酸化物230cは、金属酸化物230bと比較して、導電率が十分に低い材料を用いることが好ましい。例えば、金属酸化物230a、金属酸化物230cには、図29(C)において、絶縁性が高くなる領域Cで示す原子数比の金属酸化物を用いればよい。なお、図29(C)に示す領域Cは、[In]:[M]:[Zn]=0:1:0、およびその近傍値、[In]:[M]:[Zn]=1:3:2およびその近傍値、および[In]:[M]:[Zn]=1:3:4、およびその近傍値である原子数比を示している。   The metal oxide 230a and the metal oxide 230c are preferably formed using a material whose conductivity is sufficiently lower than that of the metal oxide 230b. For example, as the metal oxide 230a and the metal oxide 230c, a metal oxide having an atomic ratio indicated by a region C in which the insulating property is increased in FIG. Note that a region C illustrated in FIG. 29C has [In]: [M]: [Zn] = 0: 1: 0 and its neighboring values, [In]: [M]: [Zn] = 1. 3: 2 and its neighboring values, and [In]: [M]: [Zn] = 1: 3: 4, and the atomic ratios that are neighboring values are shown.

特に、金属酸化物230bに図29(A)に示す領域Aで示される原子数比の金属酸化物を用いる場合、金属酸化物230aおよび金属酸化物230cには、[M]/[In]が1以上、好ましくは2以上である金属酸化物を用いることが好ましい。また、金属酸化物230cとして、十分に高い絶縁性を得ることができる[M]/([Zn]+[In])が1以上である金属酸化物を用いることが好適である。   In particular, when a metal oxide having an atomic ratio represented by the region A illustrated in FIG. 29A is used for the metal oxide 230b, [M] / [In] is included in the metal oxide 230a and the metal oxide 230c. It is preferable to use a metal oxide that is 1 or more, preferably 2 or more. Further, as the metal oxide 230c, it is preferable to use a metal oxide having [M] / ([Zn] + [In]) of 1 or more, which can obtain sufficiently high insulation.

導電体205は、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素を含む金属膜、または上述した元素を成分とする金属窒化物膜(窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜)等である。又は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を適用することもできる。   The conductor 205 includes a metal film containing an element selected from molybdenum, titanium, tantalum, tungsten, aluminum, copper, chromium, neodymium, and scandium, or a metal nitride film containing any of the above-described elements (a titanium nitride film or a nitride film). Molybdenum film, tungsten nitride film) and the like. Or indium tin oxide, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, indium zinc oxide, silicon oxide added It is also possible to apply a conductive material such as indium tin oxide.

例えば、導電体205aとして、水素に対するバリア性を有する導電体として、窒化タンタル等を用い、導電体205bとして、導電性が高いタングステンを積層するとよい。当該組み合わせを用いることで、配線としての導電性を保持したまま、金属酸化物230への水素の拡散を抑制することができる。なお、図30(B)では、導電体205a、および導電体205bの2層構造を示したが、当該構成に限定されず、単層でも3層以上の積層構造でもよい。   For example, tantalum nitride or the like may be used as the conductor 205a as a conductor having a barrier property against hydrogen, and tungsten having high conductivity may be stacked as the conductor 205b. By using the combination, diffusion of hydrogen to the metal oxide 230 can be suppressed while maintaining conductivity as a wiring. Note that FIG. 30B illustrates a two-layer structure of the conductor 205a and the conductor 205b; however, the present invention is not limited to this structure, and a single layer or a stacked structure including three or more layers may be used.

絶縁体220、および絶縁体224は、酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜などの、酸素を含む絶縁体であることが好ましい。特に、絶縁体224として過剰酸素を含む絶縁体を用いることが好ましい。このような過剰酸素を含む絶縁体を、トランジスタ200aを構成する金属酸化物に接して設けることにより、金属酸化物中の酸素欠損を補償することができる。なお、絶縁体222と絶縁体224とは、必ずしも同じ材料を用いて形成しなくともよい。   The insulator 220 and the insulator 224 are preferably insulators containing oxygen such as a silicon oxide film or a silicon oxynitride film. In particular, an insulator containing excess oxygen is preferably used as the insulator 224. By providing such an insulator containing excess oxygen in contact with the metal oxide included in the transistor 200a, oxygen vacancies in the metal oxide can be compensated. Note that the insulator 222 and the insulator 224 are not necessarily formed using the same material.

絶縁体222は、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)または(Ba,Sr)TiO(BST)などを含む絶縁体を単層または積層で用いることが好ましい。またはこれらの絶縁体に例えば酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化ゲルマニウム、酸化ニオブ、酸化シリコン、酸化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムを添加してもよい。またはこれらの絶縁体を窒化処理しても良い。上記の絶縁体に酸化シリコン、酸化窒化シリコンまたは窒化シリコンを積層して用いてもよい。 The insulator 222 is formed of, for example, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, lead zirconate titanate (PZT), strontium titanate (SrTiO 3 ), or (Ba, An insulator containing Sr) TiO 3 (BST) or the like is preferably used in a single layer or a stacked layer. Alternatively, for example, aluminum oxide, bismuth oxide, germanium oxide, niobium oxide, silicon oxide, titanium oxide, tungsten oxide, yttrium oxide, or zirconium oxide may be added to these insulators. Alternatively, these insulators may be nitrided. Silicon insulator, silicon oxynitride, or silicon nitride may be stacked over the above insulator.

なお、絶縁体222が、2層以上の積層構造を有していてもよい。その場合、同じ材料からなる積層構造に限定されず、異なる材料からなる積層構造でもよい。   Note that the insulator 222 may have a stacked structure of two or more layers. In that case, the present invention is not limited to a laminated structure made of the same material, and may be a laminated structure made of different materials.

また、絶縁体220、絶縁体222、絶縁体224の膜厚を適宜調整することで、しきい値電圧を制御することができる。または、非導通時のリーク電流の小さいトランジスタを提供することができる。絶縁体220、絶縁体222、絶縁体224の膜厚をそれぞれ薄くすることで、導電体205によるしきい値電圧制御が容易になり好ましい。例えば、絶縁体220、絶縁体222、絶縁体224の膜厚はそれぞれ50nm以下、さらに好ましくはそれぞれ30nm以下、さらに好ましくはそれぞれ10nm以下、さらに好ましくはそれぞれ5nm以下にすればよい。   Further, the threshold voltage can be controlled by appropriately adjusting the film thicknesses of the insulator 220, the insulator 222, and the insulator 224. Alternatively, a transistor with low leakage current when not conducting can be provided. It is preferable to reduce the thickness of each of the insulator 220, the insulator 222, and the insulator 224 because threshold voltage control by the conductor 205 is facilitated. For example, the thickness of each of the insulator 220, the insulator 222, and the insulator 224 may be 50 nm or less, more preferably 30 nm or less, more preferably 10 nm or less, and still more preferably 5 nm or less.

絶縁体250には、絶縁体222と同じ材料を用いることができる。   The insulator 250 can be formed using the same material as the insulator 222.

また、絶縁体250して、絶縁体224と同様に、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む酸化物絶縁体を用いることが好ましい。このような過剰酸素を含む絶縁体を金属酸化物230に接して設けることにより、金属酸化物230中の酸素欠損を低減することができる。   As the insulator 250, an oxide insulator containing more oxygen than that in the stoichiometric composition is preferably used as in the insulator 224. By providing such an insulator containing excess oxygen in contact with the metal oxide 230, oxygen vacancies in the metal oxide 230 can be reduced.

また、絶縁体250は、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム、窒化シリコンなどの、酸素や水素に対してバリア性のある絶縁膜を用いることができる。このような材料を用いて形成した場合、金属酸化物230からの酸素の放出や、外部からの水素等の不純物の混入を防ぐ層として機能する。   The insulator 250 can be formed using an insulating film having a barrier property against oxygen and hydrogen, such as aluminum oxide, aluminum oxynitride, hafnium oxide, hafnium oxynitride, and silicon nitride. In the case of using such a material, it functions as a layer that prevents release of oxygen from the metal oxide 230 and entry of impurities such as hydrogen from the outside.

導電体240a、240bは、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、またはタングステンなどの金属、またはこれを主成分とする合金を用いることができる。また、図では単層構造を示したが、2層以上の積層構造としてもよい。   For the conductors 240a and 240b, a metal such as aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, tantalum, or tungsten, or an alloy containing the same as a main component can be used. Further, although a single layer structure is shown in the figure, a stacked structure of two or more layers may be used.

例えば、チタン膜とアルミニウム膜を積層するとよい。また、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造としてもよい。   For example, a titanium film and an aluminum film may be stacked. Also, a two-layer structure in which an aluminum film is stacked on a tungsten film, a two-layer structure in which a copper film is stacked on a copper-magnesium-aluminum alloy film, a two-layer structure in which a copper film is stacked on a titanium film, and a tungsten film A two-layer structure in which copper films are stacked may be used.

また、チタン膜または窒化チタン膜と、そのチタン膜または窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜または窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜または窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜または窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜または銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜または窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫または酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。   In addition, a titanium film or a titanium nitride film and a three-layer structure in which an aluminum film or a copper film is laminated on the titanium film or the titanium nitride film, and a titanium film or a titanium nitride film is further formed thereon, a molybdenum film or There is a three-layer structure in which a molybdenum nitride film and an aluminum film or a copper film are stacked over the molybdenum film or the molybdenum nitride film and a molybdenum film or a molybdenum nitride film is further formed thereon. Note that a transparent conductive material containing indium oxide, tin oxide, or zinc oxide may be used.

ゲート電極として機能を有する導電体260は、例えばアルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた金属、または上述した金属を成分とする合金か、上述した金属を組み合わせた合金等を用いて形成することができる。また、マンガン、ジルコニウムのいずれか一または複数から選択された金属を用いてもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコンに代表される半導体、ニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。   The conductor 260 having a function as a gate electrode is, for example, a metal selected from aluminum, chromium, copper, tantalum, titanium, molybdenum, tungsten, an alloy containing the above-described metal, or an alloy combining the above-described metals. Can be used. Further, a metal selected from one or more of manganese and zirconium may be used. Alternatively, a semiconductor typified by polycrystalline silicon doped with an impurity element such as phosphorus, or silicide such as nickel silicide may be used.

また、例えば、導電体260は、アルミニウム上にチタン膜を積層する二層構造としてもよい。また、窒化チタン膜上にチタン膜を積層する二層構造、窒化チタン膜上にタングステン膜を積層する二層構造、窒化タンタル膜または窒化タングステン膜上にタングステン膜を積層する二層構造としてもよい。   For example, the conductor 260 may have a two-layer structure in which a titanium film is stacked over aluminum. Alternatively, a two-layer structure in which a titanium film is stacked on a titanium nitride film, a two-layer structure in which a tungsten film is stacked on a titanium nitride film, or a two-layer structure in which a tungsten film is stacked on a tantalum nitride film or a tungsten nitride film may be employed. .

また、チタン膜と、そのチタン膜上にアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を形成する三層構造等がある。また、アルミニウムに、チタン、タンタル、タングステン、モリブデン、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた一または複数の金属を組み合わせた合金膜、もしくは窒化膜を用いてもよい。   Further, there are a titanium film and a three-layer structure in which an aluminum film is stacked on the titanium film and a titanium film is further formed thereon. Alternatively, an alloy film or a nitride film in which one or more metals selected from aluminum, titanium, tantalum, tungsten, molybdenum, chromium, neodymium, and scandium are combined may be used.

また、導電体260は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化シリコンを添加したインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を適用することもできる。また、上記透光性を有する導電性材料と、上記金属の積層構造とすることもできる。   The conductor 260 includes indium tin oxide, indium oxide including tungsten oxide, indium zinc oxide including tungsten oxide, indium oxide including titanium oxide, indium tin oxide including titanium oxide, and indium zinc oxide. Alternatively, a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide to which silicon oxide is added can be used. Alternatively, a stacked structure of the above light-transmitting conductive material and the above metal can be used.

導電体260として、仕事関数の高い導電性材料を用いることで、トランジスタ200aのしきい値電圧を大きくし、カットオフ電流を下げることができる。導電体260の仕事関数は好ましくは、4.8eV以上、さらに好ましくは5.0eV以上、さらに好ましくは5.2eV以上、さらに好ましくは5.4eV以上、さらに好ましくは5.6eV以上の導電性材料を用いればよい。仕事関数の大きな導電性材料として、例えば、モリブデン、酸化モリブデン、Pt、Ptシリサイド、Niシリサイド、インジウム錫酸化物、窒素添加されたIn−Ga−Zn酸化物などが挙げられる。   By using a conductive material having a high work function as the conductor 260, the threshold voltage of the transistor 200a can be increased and the cut-off current can be reduced. The work function of the conductor 260 is preferably 4.8 eV or more, more preferably 5.0 eV or more, more preferably 5.2 eV or more, more preferably 5.4 eV or more, more preferably 5.6 eV or more. May be used. Examples of the conductive material having a high work function include molybdenum, molybdenum oxide, Pt, Pt silicide, Ni silicide, indium tin oxide, and nitrogen-added In—Ga—Zn oxide.

導電体260を覆うように絶縁体241を設ける。絶縁体241は、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム、窒化シリコンなどの、酸素や水素に対してバリア性のある絶縁膜を用いることができる。このような材料を用いて形成した場合、導電体260が熱処理工程によって、酸化することを防ぐことができる。なお、絶縁体241は、導電体260に酸化し難い材料を用いることで、省略することができる。   An insulator 241 is provided so as to cover the conductor 260. The insulator 241 can be formed using an insulating film having a barrier property against oxygen or hydrogen, such as aluminum oxide, aluminum oxynitride, hafnium oxide, hafnium oxynitride, or silicon nitride. When formed using such a material, the conductor 260 can be prevented from being oxidized by the heat treatment step. Note that the insulator 241 can be omitted by using a material that is difficult to oxidize for the conductor 260.

トランジスタ200aの上方には、絶縁体280を設ける。絶縁体280は過剰酸素を有することが好ましい。特に、トランジスタ200a近傍の層間膜などに、過剰酸素を有する絶縁体を設けることで、トランジスタ200aの酸素欠損を低減することで、信頼性を向上させることができる。   An insulator 280 is provided above the transistor 200a. The insulator 280 preferably contains excess oxygen. In particular, by providing an insulator containing excess oxygen in an interlayer film or the like in the vicinity of the transistor 200a, reliability can be improved by reducing oxygen vacancies in the transistor 200a.

過剰酸素を有する絶縁体として、具体的には、加熱により一部の酸素が脱離する酸化物材料を用いることが好ましい。加熱により酸素を脱離する酸化物とは、TDS分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が1.0×1018atoms/cm以上、好ましくは3.0×1020atoms/cm以上である酸化物膜である。なお、上記TDS分析時における膜の表面温度としては100℃以上700℃以下、または100℃以上500℃以下の範囲が好ましい。 Specifically, an oxide material from which part of oxygen is released by heating is preferably used as the insulator having excess oxygen. The oxide which desorbs oxygen by heating means that the amount of desorbed oxygen converted to oxygen atoms is 1.0 × 10 18 atoms / cm 3 or more, preferably 3.0 × 10 20 in TDS analysis. An oxide film having atoms / cm 3 or more. The surface temperature of the film at the time of TDS analysis is preferably in the range of 100 ° C. to 700 ° C., or 100 ° C. to 500 ° C.

例えばこのような材料として、酸化シリコンまたは酸化窒化シリコンを含む材料を用いることが好ましい。または、金属酸化物を用いることもできる。なお、本明細書中において、酸化窒化シリコンとは、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。   For example, as such a material, a material containing silicon oxide or silicon oxynitride is preferably used. Alternatively, a metal oxide can be used. Note that in this specification, silicon oxynitride refers to a material having a higher oxygen content than nitrogen as its composition, and silicon nitride oxide refers to a material having a higher nitrogen content than oxygen as its composition. Indicates.

また、トランジスタ200aを覆う絶縁体280は、その下方の凹凸形状を被覆する平坦化膜として機能してもよい。   In addition, the insulator 280 that covers the transistor 200a may function as a planarization film that covers the uneven shape below the transistor 200a.

<トランジスタ構造2>
図31(A)および図31(B)は、トランジスタ200bの上面図および断面図である。図31(A)は上面図であり、図31(B)の左図は、図31(A)に示す一点鎖線X1−X2、図31(B)の右図は、一点鎖線Y1−Y2に対応する断面図である。なお、図31(A)の上面図では、図の明瞭化のために一部の要素を省いて図示している。
<Transistor structure 2>
FIG. 31A and FIG. 31B are a top view and a cross-sectional view of the transistor 200b. 31A is a top view, the left diagram in FIG. 31B is a one-dot chain line X1-X2 shown in FIG. 31A, and the right diagram in FIG. 31B is a one-dot chain line Y1-Y2. FIG. Note that for simplification of the drawing, some components are not illustrated in the top view in FIG.

図31のトランジスタ200bは、図30のトランジスタ200aにおいて、金属酸化物230a、230bの中央部分がエッチングされたものである(図31(B)左図参照)。   A transistor 200b in FIG. 31 is obtained by etching the central portions of the metal oxides 230a and 230b in the transistor 200a in FIG. 30 (see the left diagram in FIG. 31B).

図30のトランジスタ200aは、金属酸化物230bにチャネルが形成されるが、図31のトランジスタ200bは金属酸化物230cにチャネルが形成される。金属酸化物230cは、金属酸化物230bよりも電子移動度が小さくバンドギャップが広い。そのため、トランジスタ200bはトランジスタ200aよりもオン電流が小さいがオフ電流も小さい。トランジスタ200bは、オン電流よりもオフ電流を重視するトランジスタに好適である。   The transistor 200a in FIG. 30 has a channel formed in the metal oxide 230b, whereas the transistor 200b in FIG. 31 has a channel formed in the metal oxide 230c. The metal oxide 230c has a lower electron mobility and a wider band gap than the metal oxide 230b. Therefore, the transistor 200b has a smaller on-current than the transistor 200a, but has a smaller off-current. The transistor 200b is suitable for a transistor in which off-state current is more important than on-state current.

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments described in this specification as appropriate.

(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態6で述べたトランジスタに用いることができる金属酸化物について説明する。以下では特に、CAC(cloud−aligned composite)の詳細について説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment, a metal oxide that can be used for the transistor described in Embodiment 6 will be described. In particular, details of the CAC (cloud-aligned composite) will be described below.

CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、CAC−OSまたはCAC−metal oxideを、トランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子(またはホール)を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能(On/Offさせる機能)をCAC−OSまたはCAC−metal oxideに付与することができる。CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。   The CAC-OS or the CAC-metal oxide has a conductive function in part of the material and an insulating function in part of the material, and has a function as a semiconductor in the whole material. Note that in the case where a CAC-OS or a CAC-metal oxide is used for a channel formation region of a transistor, the conductive function is a function of flowing electrons (or holes) serving as carriers and the insulating function is a carrier. This function prevents electrons from flowing. By performing the conductive function and the insulating function in a complementary manner, a switching function (function to turn on / off) can be given to the CAC-OS or the CAC-metal oxide. In CAC-OS or CAC-metal oxide, by separating each function, both functions can be maximized.

また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。   Further, the CAC-OS or the CAC-metal oxide has a conductive region and an insulating region. The conductive region has the above-described conductive function, and the insulating region has the above-described insulating function. In the material, the conductive region and the insulating region may be separated at the nanoparticle level. In addition, the conductive region and the insulating region may be unevenly distributed in the material, respectively. In addition, the conductive region may be observed with the periphery blurred and connected in a cloud shape.

また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ0.5nm以上10nm以下、好ましくは0.5nm以上3nm以下のサイズで材料中に分散している場合がある。   In CAC-OS or CAC-metal oxide, the conductive region and the insulating region are each dispersed in a material with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 0.5 nm to 3 nm. There is.

また、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記CAC−OSまたはCAC−metal oxideをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。   Further, CAC-OS or CAC-metal oxide is composed of components having different band gaps. For example, CAC-OS or CAC-metal oxide includes a component having a wide gap caused by an insulating region and a component having a narrow gap caused by a conductive region. In the case of the configuration, when the carrier flows, the carrier mainly flows in the component having the narrow gap. In addition, the component having a narrow gap acts in a complementary manner to the component having a wide gap, and the carrier flows through the component having the wide gap in conjunction with the component having the narrow gap. Therefore, when the CAC-OS or the CAC-metal oxide is used for a channel formation region of a transistor, high current driving capability, that is, high on-state current and high field-effect mobility can be obtained in the on-state of the transistor.

すなわち、CAC−OSまたはCAC−metal oxideは、マトリックス複合材(matrix composite)、または金属マトリックス複合材(metal matrix composite)と呼称することもできる。したがって、CAC−OSを、cloud−aligned composite−OSと呼称してもよい。   That is, CAC-OS or CAC-metal oxide can also be referred to as a matrix composite or a metal matrix composite. Therefore, the CAC-OS may be referred to as a cloud-aligned composite-OS.

CAC−OSは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つあるいはそれ以上の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、0.5nm以上10nm以下、好ましくは、1nm以上2nm以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。   The CAC-OS is one structure of a material in which elements forming a metal oxide are unevenly distributed with a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof. In the following, in the metal oxide, one or more metal elements are unevenly distributed, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm to 10 nm, preferably 1 nm to 2 nm, or the vicinity thereof. The state mixed with is also referred to as a mosaic or patch.

なお、金属酸化物は、少なくともインジウムを含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。   Note that the metal oxide preferably contains at least indium. In particular, it is preferable to contain indium and zinc. In addition, aluminum, gallium, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, etc. One kind selected from the above or a plurality of kinds may be included.

例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OS(CAC−OSの中でもIn−Ga−Zn酸化物を、特にCAC−IGZOと呼称してもよい。)とは、インジウム酸化物(以下、InOX1(X1は0よりも大きい実数)とする。)、またはインジウム亜鉛酸化物(以下、InX2ZnY2Z2(X2、Y2、及びZ2は0よりも大きい実数)とする。)と、ガリウム酸化物(以下、GaOX3(X3は0よりも大きい実数)とする。)、またはガリウム亜鉛酸化物(以下、GaX4ZnY4Z4(X4、Y4、及びZ4は0よりも大きい実数)とする。)などと、に材料が分離することでモザイク状となり、モザイク状のInOX1、またはInX2ZnY2Z2が、膜中に均一に分布した構成(以下、クラウド状ともいう。)である。 For example, a CAC-OS in In-Ga-Zn oxide (In-Ga-Zn oxide among CAC-OSs may be referred to as CAC-IGZO in particular) is an indium oxide (hereinafter referred to as InO). X1 (X1 is greater real than 0) and.), or indium zinc oxide (hereinafter, in X2 Zn Y2 O Z2 ( X2, Y2, and Z2 is larger real than 0) and a.), gallium An oxide (hereinafter referred to as GaO X3 (X3 is a real number greater than 0)) or a gallium zinc oxide (hereinafter referred to as Ga X4 Zn Y4 O Z4 (where X4, Y4, and Z4 are greater than 0)) to.) and the like, the material becomes mosaic by separate into, mosaic InO X1 or in X2 Zn Y2 O Z2, is a configuration in which uniformly distributed in the film (hereinafter, click Also called Udo-like.) A.

つまり、CAC−OSは、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。なお、本明細書において、例えば、第1の領域の元素Mに対するInの原子数比が、第2の領域の元素Mに対するInの原子数比よりも大きいことを、第1の領域は、第2の領域と比較して、Inの濃度が高いとする。 That, CAC-OS includes a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2, or InO X1 is the main component region is a composite metal oxide having a structure that is mixed. Note that in this specification, for example, the first region indicates that the atomic ratio of In to the element M in the first region is larger than the atomic ratio of In to the element M in the second region. It is assumed that the concentration of In is higher than that in the second region.

なお、IGZOは通称であり、In、Ga、Zn、及びOによる1つの化合物をいう場合がある。代表例として、InGaO(ZnO)m1(m1は自然数)、またはIn(1+x0)Ga(1−x0)(ZnO)m0(−1≦x0≦1、m0は任意数)で表される結晶性の化合物が挙げられる。 Note that IGZO is a common name and sometimes refers to one compound of In, Ga, Zn, and O. As a typical example, InGaO 3 (ZnO) m1 (m1 is a natural number) or In (1 + x0) Ga (1-x0) O 3 (ZnO) m0 (−1 ≦ x0 ≦ 1, m0 is an arbitrary number) A crystalline compound may be mentioned.

上記結晶性の化合物は、単結晶構造、多結晶構造、またはCAAC(c−axis aligned crystal)構造を有する。なお、CAAC構造とは、複数のIGZOのナノ結晶がc軸配向を有し、かつa−b面においては配向せずに連結した結晶構造である。   The crystalline compound has a single crystal structure, a polycrystalline structure, or a CAAC (c-axis aligned crystal) structure. The CAAC structure is a crystal structure in which a plurality of IGZO nanocrystals have c-axis orientation and are connected without being oriented in the ab plane.

一方、CAC−OSは、金属酸化物の材料構成に関する。CAC−OSとは、In、Ga、Zn、及びOを含む材料構成において、一部にGaを主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。従って、CAC−OSにおいて、結晶構造は副次的な要素である。   On the other hand, CAC-OS relates to a material structure of a metal oxide. CAC-OS refers to a region that is observed in the form of nanoparticles mainly composed of Ga in a material structure including In, Ga, Zn, and O, and nanoparticles that are partially composed mainly of In. The region observed in a shape is a configuration in which the regions are randomly dispersed in a mosaic shape. Therefore, in the CAC-OS, the crystal structure is a secondary element.

なお、CAC−OSは、組成の異なる二種類以上の膜の積層構造は含まないものとする。例えば、Inを主成分とする膜と、Gaを主成分とする膜との2層からなる構造は、含まない。   Note that the CAC-OS does not include a stacked structure of two or more kinds of films having different compositions. For example, a structure composed of two layers of a film mainly containing In and a film mainly containing Ga is not included.

なお、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。 Incidentally, a region GaO X3 is the main component, and In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component region, in some cases clear boundary can not be observed.

なお、ガリウムの代わりに、アルミニウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、シリコン、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムなどから選ばれた一種、または複数種が含まれている場合、CAC−OSは、一部に該金属元素を主成分とするナノ粒子状に観察される領域と、一部にInを主成分とするナノ粒子状に観察される領域とが、それぞれモザイク状にランダムに分散している構成をいう。   In place of gallium, aluminum, yttrium, copper, vanadium, beryllium, boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, or magnesium are selected. In the case where one or a plurality of types are included, the CAC-OS includes a region that is observed in a part of a nanoparticle mainly including the metal element and a nanoparticle mainly including In. The region observed in the form of particles refers to a configuration in which each region is randomly dispersed in a mosaic shape.

CAC−OSは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、CAC−OSをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス(代表的にはアルゴン)、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば酸素ガスの流量比を0%以上30%未満、好ましくは0%以上10%以下とすることが好ましい。   The CAC-OS can be formed by a sputtering method under a condition where the substrate is not intentionally heated, for example. In the case where a CAC-OS is formed by a sputtering method, any one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as a deposition gas. Good. Further, the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the deposition gas during film formation is preferably as low as possible. .

CAC−OSは、X線回折(XRD:X−ray diffraction)測定法のひとつであるOut−of−plane法によるθ/2θスキャンを用いて測定したときに、明確なピークが観察されないという特徴を有する。すなわち、X線回折から、測定領域のa−b面方向、及びc軸方向の配向は見られないことが分かる。   The CAC-OS is characterized in that no clear peak is observed when it is measured using a θ / 2θ scan by the out-of-plane method, which is one of the X-ray diffraction (XRD) measurement methods. Have. That is, it can be seen from X-ray diffraction that no orientation in the ab plane direction and c-axis direction of the measurement region is observed.

またCAC−OSは、プローブ径が1nmの電子線(ナノビーム電子線ともいう。)を照射することで得られる電子線回折パターンにおいて、リング状に輝度の高い領域と、該リング領域に複数の輝点が観測される。従って、電子線回折パターンから、CAC−OSの結晶構造が、平面方向、及び断面方向において、配向性を有さないnc(nano−crystal)構造を有することがわかる。   In addition, in the CAC-OS, an electron diffraction pattern obtained by irradiating an electron beam with a probe diameter of 1 nm (also referred to as a nanobeam electron beam) has a ring-like region having a high luminance and a plurality of bright regions in the ring region. A point is observed. Therefore, it can be seen from the electron beam diffraction pattern that the crystal structure of the CAC-OS has an nc (nano-crystal) structure having no orientation in the planar direction and the cross-sectional direction.

また例えば、In−Ga−Zn酸化物におけるCAC−OSでは、エネルギー分散型X線分光法(EDX:Energy Dispersive X−ray spectroscopy)を用いて取得したEDXマッピングにより、GaOX3が主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。 Further, for example, in a CAC-OS in an In—Ga—Zn oxide, a region in which GaO X3 is a main component is obtained by EDX mapping obtained by using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). It can be confirmed that a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is unevenly distributed and mixed.

CAC−OSは、金属元素が均一に分布したIGZO化合物とは異なる構造であり、IGZO化合物と異なる性質を有する。つまり、CAC−OSは、GaOX3などが主成分である領域と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と、に互いに相分離し、各元素を主成分とする領域がモザイク状である構造を有する。 The CAC-OS has a structure different from that of the IGZO compound in which the metal element is uniformly distributed, and has a property different from that of the IGZO compound. That is, in the CAC-OS, a region in which GaO X3 or the like is a main component and a region in which In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component are phase-separated from each other, and a region in which each element is a main component. Has a mosaic structure.

ここで、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域は、GaOX3などが主成分である領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域を、キャリアが流れることにより、酸化物半導体としての導電性が発現する。従って、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域が、酸化物半導体中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度(μ)が実現できる。 Here, the region containing In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 as a main component is a region having higher conductivity than a region containing GaO X3 or the like as a main component. That, In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1, is an area which is the main component, by carriers flow, expressed the conductivity of the oxide semiconductor. Accordingly, a region where In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is a main component is distributed in a cloud shape in the oxide semiconductor, whereby high field-effect mobility (μ) can be realized.

一方、GaOX3などが主成分である領域は、InX2ZnY2Z2、またはInOX1が主成分である領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、GaOX3などが主成分である領域が、酸化物半導体中に分布することで、リーク電流を抑制し、良好なスイッチング動作を実現できる。 On the other hand, areas such as GaO X3 is the main component, as compared to the In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 is the main component area, it is highly regions insulating. That is, a region containing GaO X3 or the like as a main component is distributed in the oxide semiconductor, whereby leakage current can be suppressed and good switching operation can be realized.

従って、CAC−OSを半導体素子に用いた場合、GaOX3などに起因する絶縁性と、InX2ZnY2Z2、またはInOX1に起因する導電性とが、相補的に作用することにより、高いオン電流(Ion)、及び高い電界効果移動度(μ)を実現することができる。 Therefore, when CAC-OS is used for a semiconductor element, the insulating property caused by GaO X3 and the like and the conductivity caused by In X2 Zn Y2 O Z2 or InO X1 act in a complementary manner, resulting in high An on-current (I on ) and high field effect mobility (μ) can be realized.

また、CAC−OSを用いた半導体素子は、信頼性が高い。従って、CAC−OSは、記憶装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。   In addition, a semiconductor element using a CAC-OS has high reliability. Therefore, the CAC-OS is optimal for various semiconductor devices including a storage device.

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments described in this specification as appropriate.

(実施の形態8)
本実施の形態では、開示する記憶装置を適用することができる電子機器の一例について説明する。
(Embodiment 8)
In this embodiment, examples of electronic devices to which the disclosed storage device can be applied will be described.

<ノート型パーソナルコンピュータ>
図32(A)はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体5401、表示部5402、キーボード5403、ポインティングデバイス5404等を有する。本発明の一態様の記憶装置は、ノート型パーソナルコンピュータに備えることができる。
<Notebook personal computer>
FIG. 32A illustrates a laptop personal computer, which includes a housing 5401, a display portion 5402, a keyboard 5403, a pointing device 5404, and the like. The storage device of one embodiment of the present invention can be provided in a laptop personal computer.

<スマートウォッチ>
図32(B)はウェアラブル端末の一種であるスマートウォッチであり、筐体5901、表示部5902、操作ボタン5903、操作子5904、バンド5905などを有する。本発明の一態様の記憶装置は、スマートウォッチに備えることができる。また、表示部5902に、位置入力装置としての機能が付加された表示装置を用いるようにしてもよい。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン5903にスマートウォッチを起動する電源スイッチ、スマートウォッチのアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示部5902を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。また、図32(B)に示したスマートウォッチでは、操作ボタン5903の数を2個示しているが、スマートウォッチの有する操作ボタンの数は、これに限定されない。また、操作子5904は、スマートウォッチの時刻合わせを行うリューズとして機能する。また、操作子5904は、時刻合わせ以外に、スマートウォッチのアプリケーションを操作する入力インターフェースとして、用いるようにしてもよい。なお、図32(B)に示したスマートウォッチでは、操作子5904を有する構成となっているが、これに限定せず、操作子5904を有さない構成であってもよい。
<Smart watch>
FIG. 32B illustrates a smart watch which is a kind of wearable terminal, which includes a housing 5901, a display portion 5902, operation buttons 5903, operation elements 5904, a band 5905, and the like. The storage device of one embodiment of the present invention can be included in a smart watch. Further, a display device to which a function as a position input device is added may be used for the display portion 5902. The function as a position input device can be added by providing a touch panel on the display device. Alternatively, the function as a position input device can be added by providing a photoelectric conversion element called a photosensor in a pixel portion of a display device. Further, the operation button 5903 can be provided with any one of a power switch for starting a smart watch, a button for operating a smart watch application, a volume adjustment button, a switch for turning on or off the display unit 5902, and the like. In the smart watch illustrated in FIG. 32B, the number of operation buttons 5903 is two, but the number of operation buttons included in the smart watch is not limited thereto. The operation element 5904 functions as a crown for adjusting the time of the smart watch. Further, the operation element 5904 may be used as an input interface for operating the smartwatch application in addition to the time adjustment. Note that the smart watch illustrated in FIG. 32B includes the operation element 5904; however, the present invention is not limited to this and may have a structure without the operation element 5904.

<ビデオカメラ>
図32(C)はビデオカメラであり、第1筐体5801、第2筐体5802、表示部5803、操作キー5804、レンズ5805、接続部5806等を有する。本発明の一態様の記憶装置は、ビデオカメラに備えることができる。操作キー5804及びレンズ5805は第1筐体5801に設けられており、表示部5803は第2筐体5802に設けられている。そして、第1筐体5801と第2筐体5802とは、接続部5806により接続されており、第1筐体5801と第2筐体5802の間の角度は、接続部5806により変更が可能である。表示部5803における映像を、接続部5806における第1筐体5801と第2筐体5802との間の角度に従って切り替える構成としてもよい。
<Video camera>
FIG. 32C illustrates a video camera, which includes a first housing 5801, a second housing 5802, a display portion 5803, operation keys 5804, a lens 5805, a connection portion 5806, and the like. The storage device of one embodiment of the present invention can be provided in a video camera. The operation key 5804 and the lens 5805 are provided in the first housing 5801, and the display portion 5803 is provided in the second housing 5802. The first housing 5801 and the second housing 5802 are connected by a connection portion 5806, and the angle between the first housing 5801 and the second housing 5802 can be changed by the connection portion 5806. is there. The video on the display portion 5803 may be switched in accordance with the angle between the first housing 5801 and the second housing 5802 in the connection portion 5806.

<携帯電話>
図32(D)は、情報端末の機能を有する携帯電話であり、筐体5501、表示部5502、マイク5503、スピーカ5504、操作ボタン5505を有する。本発明の一態様の記憶装置は、携帯電話に備えることができる。また、表示部5502に、位置入力装置としての機能が付加された表示装置を用いるようにしてもよい。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン5505に携帯電話を起動する電源スイッチ、携帯電話のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示部5502を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。
<Mobile phone>
FIG. 32D illustrates a mobile phone having an information terminal function, which includes a housing 5501, a display portion 5502, a microphone 5503, a speaker 5504, and operation buttons 5505. The storage device of one embodiment of the present invention can be provided in a mobile phone. Further, a display device to which a function as a position input device is added may be used for the display portion 5502. The function as a position input device can be added by providing a touch panel on the display device. Alternatively, the function as a position input device can be added by providing a photoelectric conversion element called a photosensor in a pixel portion of a display device. Further, the operation button 5505 can be provided with any one of a power switch for starting a mobile phone, a button for operating a mobile phone application, a volume adjustment button, a switch for turning on or off the display portion 5502, and the like.

また、図32(D)に示した携帯電話では、操作ボタン5505の数を2個示しているが、携帯電話の有する操作ボタンの数は、これに限定されない。また、図示していないが、図32(D)に示した携帯電話は、フラッシュライト、または照明の用途として発光装置を有する構成であってもよい。   In the cellular phone illustrated in FIG. 32D, the number of operation buttons 5505 is two, but the number of operation buttons included in the cellular phone is not limited thereto. Although not illustrated, the cellular phone illustrated in FIG. 32D may have a structure including a flashlight or a light-emitting device for illumination.

<テレビジョン装置>
図32(E)は、テレビジョン装置を示す斜視図である。テレビジョン装置は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)などを有する。本発明の一態様の記憶装置は、テレビジョン装置に備えることができる。テレビジョン装置は、表示部9001を大画面、例えば、50インチ以上、または100インチ以上の表示部9001を組み込むことが可能である。
<Television device>
FIG. 32E is a perspective view illustrating a television device. A television device includes a housing 9000, a display portion 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), a connection terminal 9006, and a sensor 9007 (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation). Number, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, or infrared) Etc. The storage device of one embodiment of the present invention can be included in a television device. The television device can incorporate the display portion 9001 into a large screen, for example, a display portion 9001 with 50 inches or more, or 100 inches or more.

<移動体>
上述した表示装置は、移動体である自動車の運転席周辺に適用することもできる。
<Moving object>
The display device described above can also be applied to the vicinity of the driver's seat of an automobile that is a moving body.

例えば、図32(F)は、自動車の室内におけるフロントガラス周辺を表す図である。図32(F)では、ダッシュボードに取り付けられた表示パネル5701、表示パネル5702、表示パネル5703の他、ピラーに取り付けられた表示パネル5704を図示している。   For example, FIG. 32 (F) is a diagram illustrating the periphery of a windshield in the interior of an automobile. FIG. 32F illustrates a display panel 5704 attached to a pillar in addition to the display panel 5701, the display panel 5702, and the display panel 5703 attached to the dashboard.

表示パネル5701乃至表示パネル5703は、ナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。また、表示パネルに表示される表示項目やレイアウトなどは、ユーザの好みに合わせて適宜変更することができ、デザイン性を高めることが可能である。表示パネル5701乃至表示パネル5703は、照明装置として用いることも可能である。   The display panels 5701 to 5703 can provide various other information such as navigation information, a speedometer and a tachometer, a travel distance, an oil supply amount, a gear state, and an air conditioner setting. In addition, the display items, layout, and the like displayed on the display panel can be changed as appropriate according to the user's preference, and the design can be improved. The display panels 5701 to 5703 can also be used as lighting devices.

表示パネル5704には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界(死角)を補完することができる。すなわち、自動車の外側に設けられた撮像手段からの画像を表示することによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。表示パネル5704は、照明装置として用いることもできる。   The display panel 5704 can complement the field of view (dead angle) obstructed by the pillar by projecting an image from the imaging means provided on the vehicle body. That is, by displaying an image from the imaging means provided outside the automobile, the blind spot can be compensated and safety can be improved. Also, by displaying a video that complements the invisible part, it is possible to confirm the safety more naturally and without a sense of incongruity. The display panel 5704 can also be used as a lighting device.

本発明の一態様の記憶装置は、移動体に備えることができる。本発明の一態様の記憶装置は、例えば、表示パネル5701乃至表示パネル5704に画像を表示する際に用いられる、画像データを一時的に格納するフレームメモリや、移動体が有するシステムを駆動するプログラムを保存する記憶装置などに用いることができる。   The storage device according to one embodiment of the present invention can be included in a moving object. The storage device according to one embodiment of the present invention includes, for example, a frame memory that temporarily stores image data used when displaying images on the display panel 5701 to the display panel 5704, and a program that drives a system included in a mobile object. It can be used for a storage device for storing.

また、図示していないが、図32(A)乃至(C)、(E)、(F)に示した電子機器は、マイク及びスピーカを有する構成であってもよい。この構成により、例えば、上述した電子機器に音声入力機能を付することができる。   Although not illustrated, the electronic devices illustrated in FIGS. 32A to 32C may have a configuration including a microphone and a speaker. With this configuration, for example, a voice input function can be added to the electronic device described above.

また、図示していないが、図32(A)、(B)、(D)乃至(F)に示した電子機器は、カメラを有する構成であってもよい。   Although not illustrated, the electronic devices illustrated in FIGS. 32A, 32B, and 32D to 32F may have a camera.

また、図示していないが、図32(A)乃至(F)に示した電子機器は、筐体の内部にセンサ(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線などを測定する機能を含むもの)を有する構成であってもよい。特に、図32(D)に示す携帯電話に、ジャイロ、加速度センサなどの傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、該携帯電話の向き(鉛直方向に対して該携帯電話がどの向きに向いているか)を判断して、表示部5502の画面表示を、該携帯電話の向きに応じて自動的に切り替えるようにすることができる。   Although not illustrated, the electronic devices illustrated in FIGS. 32A to 32F include sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, Liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, infrared, etc. May be. In particular, the mobile phone shown in FIG. 32D is provided with a detection device having a sensor that detects a tilt, such as a gyroscope or an acceleration sensor, so that the orientation of the mobile phone (which direction the mobile phone is relative to the vertical direction) The screen display of the display portion 5502 can be automatically switched according to the orientation of the mobile phone.

また、図示していないが、図32(A)乃至(F)に示した電子機器は、指紋、静脈、虹彩、又は声紋など生体情報を取得する装置を有する構成であってもよい。この構成を適用することによって、生体認証機能を有する電子機器を実現することができる。   Although not illustrated, the electronic device illustrated in FIGS. 32A to 32F may include a device that acquires biological information such as a fingerprint, a vein, an iris, or a voiceprint. By applying this configuration, an electronic device having a biometric authentication function can be realized.

また、図32(A)乃至(F)に示した電子機器の表示部として、可撓性を有する基材を用いてもよい。具体的には、該表示部は、可撓性を有する基材上にトランジスタ、容量素子、及び表示素子などを設けた構成としてもよい。この構成を適用することによって、図32(A)乃至(F)に示した電子機器のように平らな面を有する筐体だけでなく、曲面を有するような筐体の電子機器を実現することができる。   Alternatively, a flexible substrate may be used as the display portion of the electronic device illustrated in FIGS. Specifically, the display portion may have a structure in which a transistor, a capacitor element, a display element, and the like are provided over a flexible base material. By applying this configuration, it is possible to realize not only a housing having a flat surface as in the electronic devices illustrated in FIGS. 32A to 32F but also a housing having a curved surface. Can do.

(本明細書等の記載に関する付記)
以上の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。
(Additional notes regarding the description of this specification etc.)
The description of each component in the above embodiment will be added below.

<実施の形態で述べた本発明の一態様に関する付記>
各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、互いに構成例を適宜組み合わせることが可能である。
<Supplementary Note on One Aspect of the Invention described in Embodiment>
The structure described in each embodiment can be combined with the structure described in any of the other embodiments as appropriate, for one embodiment of the present invention. In the case where a plurality of structure examples are given in one embodiment, any of the structure examples can be combined with each other as appropriate.

なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容(一部の内容でもよい)は、その実施の形態で述べる別の内容(一部の内容でもよい)と、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容(一部の内容でもよい)との少なくとも一つの内容に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことができる。   Note that the content described in one embodiment (may be a part of content) is different from the other content described in the embodiment (may be a part of content) and one or more other implementations. Application, combination, replacement, or the like can be performed on at least one of the contents described in the form (may be part of the contents).

なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。   Note that the contents described in the embodiments are the contents described using various drawings or the contents described in the specification in each embodiment.

なお、ある一つの実施の形態において述べる図(一部でもよい)は、その図の別の部分、その実施の形態において述べる別の図(一部でもよい)と、一つ若しくは複数の別の実施の形態において述べる図(一部でもよい)との少なくとも一つの図に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。   Note that a drawing (or a part thereof) described in one embodiment may be different from another part of the drawing, another drawing (may be a part) described in the embodiment, or one or more different drawings. By combining at least one of the drawings (or a part thereof) described in the embodiment, more drawings can be formed.

<序数詞に関する付記>
本明細書等において、「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において「第2」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において省略することもありうる。
<Notes on ordinal numbers>
In this specification and the like, the ordinal numbers “first”, “second”, and “third” are given to avoid confusion between components. Therefore, the number of components is not limited. Further, the order of the components is not limited. Further, for example, a component referred to as “first” in one embodiment of the present specification or the like is a component referred to as “second” in another embodiment or in the claims. It can happen. In addition, for example, the constituent elements referred to as “first” in one embodiment of the present specification and the like may be omitted in other embodiments or in the claims.

<図面を説明する記載に関する付記>
実施の形態について図面を参照しながら説明している。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態の発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
<Additional notes regarding the description explaining the drawings>
Embodiments are described with reference to the drawings. However, it will be readily understood by those skilled in the art that the embodiments can be implemented in many different forms, and that the forms and details can be variously changed without departing from the spirit and scope thereof. The Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments. Note that in the structures of the embodiments of the present invention, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals in different drawings, and description thereof is not repeated.

また、本明細書等において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書で説明した記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。   In addition, in this specification and the like, terms indicating arrangement such as “above” and “below” are used for convenience in describing the positional relationship between components with reference to the drawings. The positional relationship between the components appropriately changes depending on the direction in which each component is drawn. Therefore, the phrase indicating the arrangement is not limited to the description described in the specification, and can be appropriately rephrased depending on the situation.

また、「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上又は直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層A上の電極B」の表現であれば、絶縁層Aの上に電極Bが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Aと電極Bとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。   Further, the terms “upper” and “lower” do not limit that the positional relationship between the components is directly above or directly below, and is in direct contact with each other. For example, the expression “electrode B on the insulating layer A” does not require the electrode B to be formed in direct contact with the insulating layer A, and another configuration between the insulating layer A and the electrode B. Do not exclude things that contain elements.

また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、説明の便宜上任意の大きさに示したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期すために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。   In the drawings, the size, the layer thickness, or the region is shown in an arbitrary size for convenience of explanation. Therefore, it is not necessarily limited to the scale. Note that the drawings are schematically shown for the sake of clarity, and are not limited to the shapes or values shown in the drawings. For example, variation in signal, voltage, or current due to noise, variation in signal, voltage, or current due to timing shift can be included.

また、図面において、斜視図などにおいて、図面の明確性を期すために、一部の構成要素の記載を省略している場合がある。   In the drawings, some components may be omitted from the perspective views and the like for the sake of clarity.

また、図面において、同一の要素又は同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。   In the drawings, the same element, an element having a similar function, an element of the same material, or an element formed at the same time may be denoted by the same reference numeral, and repeated description thereof may be omitted. .

<言い換え可能な記載に関する付記>
本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、ソースとドレインとの一方を、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)と表記し、ソースとドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)と表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース(ドレイン)端子や、ソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。また、本明細書等では、ゲート以外の2つの端子を第1端子、第2端子と呼ぶ場合や、第3端子、第4端子と呼ぶ場合がある。なお、本明細書等において、チャネル形成領域とは、電流が主として流れる領域をいい、ドレインとチャネル形成領域とソースとを介して電流を流すことができるものとする。
<Additional notes on paraphrased descriptions>
In this specification and the like, when describing a connection relation of a transistor, one of a source and a drain is referred to as “one of a source and a drain” (or a first electrode or a first terminal), and the source and the drain The other is referred to as “the other of the source and the drain” (or the second electrode or the second terminal). This is because the source and drain of a transistor vary depending on the structure or operating conditions of the transistor. Note that the names of the source and the drain of the transistor can be appropriately rephrased depending on the situation, such as a source (drain) terminal or a source (drain) electrode. In this specification and the like, two terminals other than the gate may be referred to as a first terminal and a second terminal, or may be referred to as a third terminal and a fourth terminal. Note that in this specification and the like, a channel formation region refers to a region through which current mainly flows, and current can flow through a drain, a channel formation region, and a source.

また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書等においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。   In addition, the functions of the source and drain may be switched when transistors having different polarities are employed or when the direction of current changes during circuit operation. Therefore, in this specification and the like, the terms source and drain can be used interchangeably.

また、本明細書等に記載するトランジスタが2つ以上のゲートを有するとき(この構成をデュアルゲート構造という場合がある)、それらのゲートを第1ゲート、第2ゲートと呼ぶ場合や、フロントゲート、バックゲートと呼ぶ場合がある。特に、「フロントゲート」という語句は、単に「ゲート」という語句に互いに言い換えることができる。また、「バックゲート」という語句は、単に「ゲート」という語句に互いに言い換えることができる。なお、ボトムゲートとは、トランジスタの作製時において、チャネル形成領域よりも先に形成される端子のことをいい、「トップゲート」とは、トランジスタの作製時において、チャネル形成領域よりも後に形成される端子のことをいう。   In addition, when a transistor described in this specification and the like has two or more gates (this structure is sometimes referred to as a dual gate structure), these gates may be referred to as a first gate and a second gate, , Sometimes called back gate. In particular, the phrase “front gate” can be rephrased as simply the phrase “gate”. Also, the phrase “back gate” can be rephrased simply as the phrase “gate”. Note that a bottom gate refers to a terminal formed before a channel formation region when a transistor is manufactured, and a “top gate” is formed after a channel formation region when a transistor is manufactured. Terminal.

また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。   Further, in this specification and the like, the terms “electrode” and “wiring” do not functionally limit these components. For example, an “electrode” may be used as part of a “wiring” and vice versa. Furthermore, the terms “electrode” and “wiring” include a case where a plurality of “electrodes” and “wirings” are integrally formed.

また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電位(接地電位)とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも0Vを意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配線等に与える電位を変化させる場合がある。   In this specification and the like, voltage and potential can be described as appropriate. The voltage is a potential difference from a reference potential. For example, when the reference potential is a ground potential (ground potential), the voltage can be rephrased as a potential. The ground potential does not necessarily mean 0V. Note that the potential is relative, and the potential applied to the wiring or the like may be changed depending on the reference potential.

なお本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、場合によっては、又は、状況に応じて、「膜」、「層」などの語句を使わずに、別の用語に入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」又は「導電膜」という用語を、「導電体」という用語に変更することが可能な場合がある。又は、例えば、「絶縁層」「絶縁膜」という用語を、「絶縁体」という用語に変更することが可能な場合がある。   Note that in this specification and the like, terms such as “film” and “layer” can be interchanged with each other depending on the case or circumstances. For example, the term “conductive layer” may be changed to the term “conductive film”. Alternatively, for example, the term “insulating film” may be changed to the term “insulating layer”. Alternatively, in some cases or depending on circumstances, it is possible to replace with another term without using a phrase such as “film” or “layer”. For example, the term “conductive layer” or “conductive film” may be changed to the term “conductor” in some cases. Alternatively, for example, the terms “insulating layer” and “insulating film” may be changed to the term “insulator”.

なお本明細書等において、「配線」、「信号線」、「電源線」などの用語は、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「配線」という用語を、「信号線」という用語に変更することが可能な場合がある。また、例えば、「配線」という用語を、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、「信号線」「電源線」などの用語を、「配線」という用語に変更することが可能な場合がある。「電源線」などの用語は、「信号線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で「信号線」などの用語は、「電源線」などの用語に変更することが可能な場合がある。また、配線に印加されている「電位」という用語を、場合によっては、又は、状況に応じて、「信号」などという用語に変更することが可能な場合がある。また、その逆も同様で、「信号」などの用語は、「電位」という用語に変更することが可能な場合がある。   Note that in this specification and the like, terms such as “wiring”, “signal line”, and “power supply line” can be interchanged with each other depending on the case or circumstances. For example, it may be possible to change the term “wiring” to the term “signal line”. In addition, for example, the term “wiring” may be changed to a term such as “power supply line”. The reverse is also true, and there are cases where terms such as “signal line” and “power supply line” can be changed to the term “wiring”. A term such as “power line” may be changed to a term such as “signal line”. The reverse is also true, and a term such as “signal line” may be changed to a term such as “power line”. In addition, the term “potential” applied to the wiring may be changed to a term “signal” or the like depending on circumstances or circumstances. The reverse is also true, and a term such as “signal” may be changed to a term “potential”.

<語句の定義に関する付記>
以下では、上記実施の形態中で言及した語句の定義について説明する。
<Notes on the definition of words>
Below, the definition of the phrase referred in the said embodiment is demonstrated.

<<半導体の不純物について>>
半導体の不純物とは、例えば、半導体層を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が0.1原子%未満の元素は不純物である。不純物が含まれることにより、例えば、半導体にDOS(Density of States)が形成されることや、キャリア移動度が低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。半導体が酸化物半導体である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第1族元素、第2族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素、主成分以外の遷移金属などがあり、特に、例えば、水素(水にも含まれる)、リチウム、ナトリウム、シリコン、ホウ素、リン、炭素、窒素などがある。酸化物半導体の場合、例えば水素などの不純物の混入によって酸素欠損を形成する場合がある。また、半導体がシリコン層である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、酸素、水素を除く第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素などがある。
<< About impurities in semiconductor >>
The semiconductor impurity means, for example, a component other than the main component constituting the semiconductor layer. For example, an element having a concentration of less than 0.1 atomic% is an impurity. When the impurities are included, for example, DOS (Density of States) may be formed in the semiconductor, carrier mobility may be reduced, or crystallinity may be reduced. In the case where the semiconductor is an oxide semiconductor, examples of impurities that change the characteristics of the semiconductor include Group 1 elements, Group 2 elements, Group 13 elements, Group 14 elements, Group 15 elements, and components other than main components Examples include transition metals, and in particular, hydrogen (also included in water), lithium, sodium, silicon, boron, phosphorus, carbon, nitrogen, and the like. In the case of an oxide semiconductor, oxygen vacancies may be formed by mixing impurities such as hydrogen, for example. In the case where the semiconductor is a silicon layer, examples of impurities that change the characteristics of the semiconductor include group 1 elements, group 2 elements, group 13 elements, and group 15 elements excluding oxygen and hydrogen.

<<スイッチについて>>
本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、又は、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。又は、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
<< About the switch >>
In this specification and the like, a switch refers to a switch that is in a conductive state (on state) or a non-conductive state (off state) and has a function of controlling whether or not to pass current. Alternatively, the switch refers to a switch having a function of selecting and switching a current flow path.

一例としては、電気的スイッチ又は機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。   As an example, an electrical switch or a mechanical switch can be used. That is, the switch is not limited to a specific one as long as it can control the current.

電気的なスイッチの一例としては、トランジスタ(例えば、バイポーラトランジスタ、MOSトランジスタなど)、ダイオード(例えば、PNダイオード、PINダイオード、ショットキーダイオード、MIM(Metal Insulator Metal)ダイオード、MIS(Metal Insulator Semiconductor)ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど)、又はこれらを組み合わせた論理回路などがある。   Examples of electrical switches include transistors (for example, bipolar transistors, MOS transistors, etc.), diodes (for example, PN diodes, PIN diodes, Schottky diodes, MIM (Metal Insulator Metal) diodes, MIS (Metal Insulator Semiconductor) diodes. , Diode-connected transistors, etc.), or a logic circuit combining these.

なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソース電極とドレイン電極が電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場合には、トランジスタの極性(導電型)は特に限定されない。   Note that in the case where a transistor is used as the switch, the “conducting state” of the transistor means a state where the source electrode and the drain electrode of the transistor can be regarded as being electrically short-circuited. In addition, the “non-conducting state” of a transistor refers to a state where the source electrode and the drain electrode of the transistor can be regarded as being electrically disconnected. Note that when a transistor is operated as a simple switch, the polarity (conductivity type) of the transistor is not particularly limited.

機械的なスイッチの一例としては、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)のように、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム)技術を用いたスイッチがある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことによって、導通と非導通とを制御して動作する。   An example of a mechanical switch is a switch using MEMS (micro electro mechanical system) technology, such as a digital micromirror device (DMD). The switch has an electrode that can be moved mechanically, and operates by controlling conduction and non-conduction by moving the electrode.

<<接続について>>
本明細書等において、XとYとが接続されている、と記載する場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接接続されている場合とを含むものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図又は文章に示された接続関係に限定されず、図又は文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。
<< About connection >>
In this specification and the like, when X and Y are described as being connected, when X and Y are electrically connected, and when X and Y are functionally connected And the case where X and Y are directly connected. Therefore, it is not limited to a predetermined connection relation, for example, the connection relation shown in the figure or text, and includes things other than the connection relation shown in the figure or text.

ここで使用するX、Yなどは、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。   X, Y, and the like used here are objects (for example, devices, elements, circuits, wirings, electrodes, terminals, conductive films, layers, etc.).

XとYとが電気的に接続されている場合の一例としては、XとYとの電気的な接続を可能とする素子(例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態(オン状態)、又は、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。   As an example of the case where X and Y are electrically connected, an element (for example, a switch, a transistor, a capacitive element, an inductor, a resistance element, a diode, a display, etc.) that enables electrical connection between X and Y is shown. More than one element, light emitting element, load, etc.) can be connected between X and Y. Note that the switch has a function of controlling on / off. That is, the switch is in a conductive state (on state) or a non-conductive state (off state), and has a function of controlling whether or not to pass a current.

XとYとが機能的に接続されている場合の一例としては、XとYとの機能的な接続を可能とする回路(例えば、論理回路(インバータ、NAND回路、NOR回路など)、信号変換回路(DA変換回路、AD変換回路、ガンマ補正回路など)、電位レベル変換回路(電源回路(昇圧回路、降圧回路など)、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など)、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路(信号振幅又は電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など)、信号生成回路、記憶回路、制御回路など)が、XとYとの間に1個以上接続されることが可能である。なお、一例として、XとYとの間に別の回路を挟んでいても、Xから出力された信号がYへ伝達される場合は、XとYとは機能的に接続されているものとする。   As an example of the case where X and Y are functionally connected, a circuit (for example, a logic circuit (an inverter, a NAND circuit, a NOR circuit, etc.) that enables a functional connection between X and Y, signal conversion, etc. Circuit (DA conversion circuit, AD conversion circuit, gamma correction circuit, etc.), potential level conversion circuit (power supply circuit (boost circuit, step-down circuit, etc.), level shifter circuit that changes signal potential level, etc.), voltage source, current source, switching Circuit, amplifier circuit (circuit that can increase signal amplitude or current amount, operational amplifier, differential amplifier circuit, source follower circuit, buffer circuit, etc.), signal generation circuit, memory circuit, control circuit, etc.) One or more can be connected between them. As an example, even if another circuit is interposed between X and Y, if the signal output from X is transmitted to Y, X and Y are functionally connected. To do.

なお、XとYとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、XとYとが電気的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合)と、XとYとが機能的に接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合)と、XとYとが直接接続されている場合(つまり、XとYとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合)とを含むものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。   Note that when X and Y are explicitly described as being electrically connected, when X and Y are electrically connected (that is, another element between X and Y). Or when X and Y are functionally connected (that is, they are functionally connected with another circuit between X and Y). And a case where X and Y are directly connected (that is, a case where another element or another circuit is not connected between X and Y). That is, when it is explicitly described that it is electrically connected, it is the same as when it is explicitly only described that it is connected.

なお、例えば、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1を介して(又は介さず)、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2を介して(又は介さず)、Yと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース(又は第1の端子など)が、Z1の一部と直接的に接続され、Z1の別の一部がXと直接的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)が、Z2の一部と直接的に接続され、Z2の別の一部がYと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。   Note that for example, the source (or the first terminal) of the transistor is electrically connected to X through (or not through) Z1, and the drain (or the second terminal or the like) of the transistor is connected to Z2. Through (or without), Y is electrically connected, or the source (or the first terminal, etc.) of the transistor is directly connected to a part of Z1, and another part of Z1 Is directly connected to X, and the drain (or second terminal, etc.) of the transistor is directly connected to a part of Z2, and another part of Z2 is directly connected to Y. Then, it can be expressed as follows.

例えば、「XとYとトランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とは、互いに電気的に接続されており、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。又は、「トランジスタのソース(又は第1の端子など)は、Xと電気的に接続され、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)はYと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。又は、「Xは、トランジスタのソース(又は第1の端子など)とドレイン(又は第2の端子など)とを介して、Yと電気的に接続され、X、トランジスタのソース(又は第1の端子など)、トランジスタのドレイン(又は第2の端子など)、Yは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース(又は第1の端子など)と、ドレイン(又は第2の端子など)とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、X、Y、Z1、Z2は、対象物(例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など)であるとする。   For example, “X and Y, and the source (or the first terminal or the like) and the drain (or the second terminal or the like) of the transistor are electrically connected to each other. The drain of the transistor (or the second terminal, etc.) and the Y are electrically connected in this order. ” Or “the source (or the first terminal, etc.) of the transistor is electrically connected to X, the drain (or the second terminal, etc.) of the transistor is electrically connected to Y, and X, the source of the transistor ( Or the first terminal or the like, the drain of the transistor (or the second terminal, or the like) and Y are electrically connected in this order. Or “X is electrically connected to Y through the source (or the first terminal) and the drain (or the second terminal) of the transistor, and X is the source of the transistor (or the first terminal). Terminal, etc.), the drain of the transistor (or the second terminal, etc.), and Y are provided in this connection order. By using the same expression method as in these examples and defining the order of connection in the circuit configuration, the source (or the first terminal, etc.) and the drain (or the second terminal, etc.) of the transistor are separated. Apart from that, the technical scope can be determined. In addition, these expression methods are examples, and are not limited to these expression methods. Here, it is assumed that X, Y, Z1, and Z2 are objects (for example, devices, elements, circuits, wirings, electrodes, terminals, conductive films, layers, and the like).

なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、1つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。   In addition, even when the components shown in the circuit diagram are electrically connected to each other, even when one component has the functions of a plurality of components. There is also. For example, in the case where a part of the wiring also functions as an electrode, one conductive film has both the functions of the constituent elements of the wiring function and the electrode function. Therefore, the term “electrically connected” in this specification includes in its category such a case where one conductive film has functions of a plurality of components.

<<平行、垂直について>>
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−10°以上10°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−30°以上30°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。
<< About parallel and vertical >>
In this specification, “parallel” refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of −10 ° to 10 °. Therefore, the case of −5 ° to 5 ° is also included. Further, “substantially parallel” means a state in which two straight lines are arranged at an angle of −30 ° to 30 °. “Vertical” refers to a state in which two straight lines are arranged at an angle of 80 ° to 100 °. Therefore, the case of 85 ° to 95 ° is also included. Further, “substantially vertical” means a state in which two straight lines are arranged at an angle of 60 ° to 120 °.

MA メモリセルアレイ
MA1 メモリセルアレイ
MA2 メモリセルアレイ
MA3 メモリセルアレイ
BLD ビット線ドライバ回路
WLD ワード線ドライバ回路
WLD1 ワード線ドライバ回路
WLD2 ワード線ドライバ回路
WLD3 ワード線ドライバ回路
CLC コントロールロジック回路
OPC 出力回路
MC[1,1] メモリセル
MC[m,1] メモリセル
MC[1,n] メモリセル
MC[m,n] メモリセル
RDATA データ信号
WDATA データ信号
CE チップイネーブル信号
WE 書き込みイネーブル信号
RE 読み出しイネーブル信号
ADDR アドレス信号
BL 配線
BLB 配線
WL 配線
BGL 配線
BGL1 配線
BGL2 配線
BGL3 配線
BGL4 配線
CL 配線
RBL 配線
WBL 配線
RWL 配線
WWL 配線
SL 配線
BRL 配線
VDD 配線
GND 配線
C1 容量素子
C2 容量素子
C3 容量素子
C4 容量素子
C5 容量素子
M1 トランジスタ
M2 トランジスタ
M3 トランジスタ
M4 トランジスタ
M5 トランジスタ
M6 トランジスタ
M7 トランジスタ
M8 トランジスタ
M9 トランジスタ
M10 トランジスタ
MS1 トランジスタ
MS2 トランジスタ
MS3 トランジスタ
MS4 トランジスタ
14 基板
20 金属酸化物層
23 樹脂層
24 樹脂層
29 基板
31 絶縁層
33 絶縁層
34 絶縁層
36 絶縁層
37 絶縁層
38a 絶縁層
38b 絶縁層
38c 絶縁層
39a 絶縁層
39b 絶縁層
40 トランジスタ
41 導電層
43a 導電層
43b 導電層
44a 金属酸化物
44b 金属酸化物
44c 金属酸化物
45 導電層
46 導電層
46a 導電層
46b 導電層
47 導電層
48a 導電層
48b 導電層
49 導電層
55 レーザ光
64 切れ目
65 器具
70 容量素子
75 保護層
100 記憶装置
100A 記憶装置
100B 記憶装置
100a 装置
100b 装置
100c 装置
101 基板
101a 基板
101b 基板
101c 基板
102 半導体装置
102a 半導体装置
102b 半導体装置
102c 半導体装置
103a 配線
103b 配線
103r 領域
104 端子
104a 端子
104b 端子
104c 端子
105 配線
105a 配線
105b 配線
105c 配線
106 接合層
106a 接合層
106a[1] 接合層
106a[2] 接合層
106b 接合層
106b[1] 接合層
106b[2] 接合層
107 基板
107a 基板
107b 基板
108 芯
108s 底面
109 領域
110 記憶装置
110A 記憶装置
110B 記憶装置
110a 装置
111 記憶装置
111A 記憶装置
111B 記憶装置
111a 装置
111b 装置
112 記憶装置
112a 装置
112b 装置
113 記憶装置
113a 装置
113b 装置
114 記憶装置
114a 装置
114b 装置
120 記憶装置
120A 記憶装置
120a 装置
121 記憶装置
121a 装置
121b 辺
121t 辺
121r 領域
200a トランジスタ
200b トランジスタ
205 導電体
205a 導電体
205b 導電体
214 絶縁体
216 絶縁体
220 絶縁体
222 絶縁体
224 絶縁体
230 金属酸化物
230a 金属酸化物
230b 金属酸化物
230c 金属酸化物
240a 導電体
240b 導電体
241 絶縁体
250 絶縁体
260 導電体
280 絶縁体
301 半導体装置
302 半導体装置
302a メモリセルアレイ部
302b 駆動回路部
302c FPC
302d 回路基板
302e スロット
302f 端子
302g 配線
302h 留め具
302k ホルダー
303 半導体装置
303a 回路
303b 回路
303c 回路
304 半導体装置
304a 回路
304b 回路
304c 回路
305 半導体装置
305a メモリセルアレイ部
305b メモリセルアレイ部
305c メモリセルアレイ部
305d FPC
305p 駆動回路部
410 メモリセル
420 メモリセル
430 メモリセル
440 メモリセル
450 メモリセル
460 メモリセル
470 メモリセル
480 メモリセル
490 メモリセル
5401 筐体
5402 表示部
5403 キーボード
5404 ポインティングデバイス
5501 筐体
5502 表示部
5503 マイク
5504 スピーカ
5505 操作ボタン
5701 表示パネル
5702 表示パネル
5703 表示パネル
5704 表示パネル
5801 第1筐体
5802 第2筐体
5803 表示部
5804 操作キー
5805 レンズ
5806 接続部
5901 筐体
5902 表示部
5903 操作ボタン
5904 操作子
5905 バンド
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
MA memory cell array MA1 memory cell array MA2 memory cell array MA3 memory cell array BLD bit line driver circuit WLD word line driver circuit WLD1 word line driver circuit WLD2 word line driver circuit WLD3 word line driver circuit CLC control logic circuit OPC output circuit MC [1,1] Memory cell MC [m, 1] Memory cell MC [1, n] Memory cell MC [m, n] Memory cell RDATA Data signal WDATA Data signal CE Chip enable signal WE Write enable signal RE Read enable signal ADDR Address signal BL Wiring BLB Wiring WL Wiring BGL Wiring BGL1 Wiring BGL2 Wiring BGL3 Wiring BGL4 Wiring CL Wiring RBL Wiring WBL Wiring RWL Wiring WWL Wiring SL Wiring BR Wiring VDD wiring GND wiring C1 capacitive element C2 capacitive element C3 capacitive element C4 capacitive element C5 capacitive element M1 transistor M2 transistor M3 transistor M4 transistor M5 transistor M6 transistor M7 transistor M8 transistor M9 transistor M10 transistor MS1 transistor MS2 transistor MS3 transistor MS4 transistor 14 substrate 20 metal oxide layer 23 resin layer 24 resin layer 29 substrate 31 insulating layer 33 insulating layer 34 insulating layer 36 insulating layer 37 insulating layer 38a insulating layer 38b insulating layer 38c insulating layer 39a insulating layer 39b insulating layer 40 transistor 41 conductive layer 43a conductive Layer 43b Conductive layer 44a Metal oxide 44b Metal oxide 44c Metal oxide 45 Conductive layer 46 Conductive layer 46a Conductive layer 46b Conductive layer 47 Conductive layer 8a Conductive layer 48b Conductive layer 49 Conductive layer 55 Laser light 64 Cut 65 Device 70 Capacitance element 75 Protective layer 100 Storage device 100A Storage device 100B Storage device 100a Device 100b Device 100c Device 101 Substrate 101a Substrate 101b Substrate 101c Substrate 102 Semiconductor device 102a Semiconductor Device 102b semiconductor device 102c semiconductor device 103a wiring 103b wiring 103r region 104 terminal 104a terminal 104b terminal 104c terminal 105 wiring 105a wiring 105b wiring 105c wiring 106 bonding layer 106a bonding layer 106a [1] bonding layer 106a [2] bonding layer 106b bonding layer 106b [1] bonding layer 106b [2] bonding layer 107 substrate 107a substrate 107b substrate 108 core 108s bottom surface 109 region 110 storage device 110A storage device 110B Storage device 110a Device 111 Storage device 111A Storage device 111B Storage device 111a Device 111b Device 112 Storage device 112a Device 112b Device 113 Storage device 113a Device 113b Device 114 Storage device 114a Device 114b Device 120 Storage device 120A Storage device 120a Device 121 Storage device 121a Device 121b side 121t side 121r region 200a transistor 200b transistor 205 conductor 205a conductor 205b conductor 214 insulator 216 insulator 220 insulator 222 insulator 224 insulator 230 metal oxide 230a metal oxide 230b metal oxide 230c metal oxide Object 240a Conductor 240b Conductor 241 Insulator 250 Insulator 260 Conductor 280 Insulator 301 Semiconductor device 302 Semiconductor device 302a Memory Ruarei section 302b driver circuit portion 302c FPC
302d circuit board 302e slot 302f terminal 302g wiring 302h fastener 302k holder 303 semiconductor device 303a circuit 303b circuit 303c circuit 304 semiconductor device 304a circuit 304b circuit 304c circuit 305 semiconductor device 305a memory cell array unit 305b memory cell array unit 305c memory cell array unit 305d FPC
305p Drive circuit portion 410 Memory cell 420 Memory cell 430 Memory cell 440 Memory cell 450 Memory cell 460 Memory cell 470 Memory cell 480 Memory cell 490 Memory cell 5401 Display unit 5403 Keyboard 5404 Pointing device 5501 Case 5502 Display unit 5503 Microphone 5504 Speaker 5505 Operation button 5701 Display panel 5702 Display panel 5703 Display panel 5704 Display panel 5801 First housing 5802 Second housing 5803 Display unit 5804 Operation key 5805 Lens 5806 Connection unit 5901 Housing 5902 Display unit 5903 Operation button 5904 Operator 5905 Band 9000 Case 9001 Display unit 9003 Speaker 9005 Operation key 9006 Connection terminal 9007 Sensor

Claims (17)

第1基板と、第1半導体装置と、第2半導体装置と、第1端子と、第1領域と、を有し、
前記第1半導体装置は、前記第1基板上に設けられ、
前記第1端子は、前記第1基板上に設けられ、
前記第1領域は、前記第1半導体装置が、前記第2半導体装置と重畳する領域を有し、
前記第1端子は、前記第1半導体装置と電気的に接続され、
前記第1基板は、曲げ畳まれている構造を有することを特徴とする記憶装置。
A first substrate, a first semiconductor device, a second semiconductor device, a first terminal, and a first region;
The first semiconductor device is provided on the first substrate,
The first terminal is provided on the first substrate;
The first region has a region where the first semiconductor device overlaps with the second semiconductor device;
The first terminal is electrically connected to the first semiconductor device;
The memory device, wherein the first substrate has a bent structure.
請求項1において、
配線と、接合層を有し、
前記第2半導体装置は、前記第1基板上に設けられ、
前記配線は、前記第1基板上に設けられ、
前記配線は、前記曲げ畳まれている構造の曲がっている領域に少なくとも設けられ、
前記第2半導体装置は、前記配線を介して、前記第1半導体装置と電気的に接続され、
前記接合層は、前記第1半導体装置と前記第2半導体装置との間に設けられることを特徴とする記憶装置。
In claim 1,
With wiring and bonding layers,
The second semiconductor device is provided on the first substrate;
The wiring is provided on the first substrate;
The wiring is provided at least in a bent region of the bent structure,
The second semiconductor device is electrically connected to the first semiconductor device via the wiring;
The memory device, wherein the bonding layer is provided between the first semiconductor device and the second semiconductor device.
請求項1において、
第2基板と、第2端子と、接合層と、第1配線と、第2配線と、を有し、
前記第1配線は、前記第1基板の曲がっている領域に少なくとも設けられ、
前記第1配線は、前記第1半導体装置と前記第2端子との間を電気的に接続する機能を有し、
前記第2半導体装置は、前記第2基板上に設けられ、
前記第2端子は、前記第2基板上に設けられ、
前記第2基板は、前記接合層を介して、前記第1基板と重畳する領域を有し、
前記第2基板は、前記第1基板に沿って、曲げ畳まれている構造を有し、
前記第2配線は、前記第2基板の曲がっている領域に少なくとも設けられ、
前記第2配線は、前記第2半導体装置と前記第2端子との間を電気的に接続する機能を有することを特徴とする記憶装置。
In claim 1,
A second substrate, a second terminal, a bonding layer, a first wiring, and a second wiring;
The first wiring is provided at least in a bent region of the first substrate;
The first wiring has a function of electrically connecting the first semiconductor device and the second terminal;
The second semiconductor device is provided on the second substrate,
The second terminal is provided on the second substrate;
The second substrate has a region overlapping with the first substrate through the bonding layer,
The second substrate has a structure that is bent along the first substrate,
The second wiring is provided at least in a bent region of the second substrate;
The memory device, wherein the second wiring has a function of electrically connecting the second semiconductor device and the second terminal.
請求項3において、
第2領域と、第3領域と、を有し、
前記第2領域は、前記第1端子を含む領域を有し、
前記第3領域は、前記第2端子を含む領域を有し、
前記第2領域と前記第3領域のそれぞれは、互いに異なる領域であることを特徴とする記憶装置。
In claim 3,
A second region and a third region;
The second region has a region including the first terminal,
The third region has a region including the second terminal,
Each of the second area and the third area is a different area from each other.
請求項4において、
前記第1領域は、前記第2領域と重畳する領域を有し、
前記第1領域は、前記第3領域と重畳する領域を有することを特徴とする記憶装置。
In claim 4,
The first region has a region overlapping the second region,
The storage device according to claim 1, wherein the first area has an area overlapping with the third area.
第1基板と、第2基板と、第1半導体装置と、第2半導体装置と、第1端子と、第2端子と、接合層と、第1乃至第3領域と、を有し、
前記第1半導体装置は、前記第1基板上に設けられ、
前記第1端子は、前記第1基板上に設けられ、
前記第1半導体装置は、前記第1端子と電気的に接続され、
前記第2半導体装置は、前記第2基板上に設けられ、
前記第2端子は、前記第2基板上に設けられ、
前記第2半導体装置は、前記第2端子と電気的に接続され、
前記第1領域は、前記第1端子を含む領域を有し、
前記第2領域は、前記第2端子を含む領域を有し、
前記第3領域は、前記第1半導体装置が、前記接合層を介して、前記第2半導体装置と重畳される領域を有し、
前記第1乃至第3領域のそれぞれは、互いに異なる領域であることを特徴とする記憶装置。
A first substrate, a second substrate, a first semiconductor device, a second semiconductor device, a first terminal, a second terminal, a bonding layer, and first to third regions;
The first semiconductor device is provided on the first substrate,
The first terminal is provided on the first substrate;
The first semiconductor device is electrically connected to the first terminal;
The second semiconductor device is provided on the second substrate,
The second terminal is provided on the second substrate;
The second semiconductor device is electrically connected to the second terminal;
The first region has a region including the first terminal,
The second region has a region including the second terminal,
The third region has a region where the first semiconductor device overlaps with the second semiconductor device via the bonding layer;
Each of the first to third areas is a different area from each other.
請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
少なくとも前記第1半導体装置及び前記第2半導体装置の一方は、メモリセルを有し、
前記メモリセルは、第1トランジスタと、第2トランジスタと、容量素子と、を有し、
前記第1トランジスタの第1端子は、前記容量素子の第1端子と電気的に接続され、
前記第2トランジスタのゲートは、前記容量素子の第1端子と電気的に接続されることを特徴とする記憶装置。
In any one of Claims 1 thru | or 6,
At least one of the first semiconductor device and the second semiconductor device has a memory cell,
The memory cell includes a first transistor, a second transistor, and a capacitor.
A first terminal of the first transistor is electrically connected to a first terminal of the capacitor;
The memory device, wherein the gate of the second transistor is electrically connected to the first terminal of the capacitor.
請求項7において、
前記第1トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有することを特徴とする記憶装置。
In claim 7,
The memory device, wherein the first transistor includes a metal oxide in a channel formation region.
請求項1乃至請求項8のいずれか一において、
少なくとも前記第1半導体装置及び前記第2半導体装置の一方は、それぞれ多値のデータの書き込み動作、及び/又は読み出し動作を行う機能を有することを特徴とする記憶装置。
In any one of Claims 1 thru | or 8,
At least one of the first semiconductor device and the second semiconductor device has a function of performing a multi-value data write operation and / or a read operation, respectively.
基板と、半導体装置と、端子と、接合層と、を有し、
前記半導体装置は、前記基板の上方に設けられ、
前記端子は、前記基板の一方の端部の上方に設けられ、
前記端子部は、前記半導体装置と電気的に接続され、
前記接合層は、前記基板の下方に設けられ、
前記基板は、前記基板の他方の端部を内側として、巻回されることを特徴とする記憶装置。
A substrate, a semiconductor device, a terminal, and a bonding layer;
The semiconductor device is provided above the substrate,
The terminal is provided above one end of the substrate,
The terminal portion is electrically connected to the semiconductor device;
The bonding layer is provided below the substrate,
The storage device is characterized in that the substrate is wound with the other end of the substrate as an inner side.
請求項10において、
芯を有し、
前記芯は、巻回された前記基板の軸として設けられることを特徴とする記憶装置。
In claim 10,
Has a wick,
The storage device according to claim 1, wherein the core is provided as an axis of the wound substrate.
請求項10、又は請求項11において、
前記半導体装置は、メモリセルを有し、
前記メモリセルは、第1トランジスタと、第2トランジスタと、容量素子と、を有し、
前記第1トランジスタの第1端子は、前記容量素子の第1端子と電気的に接続され、
前記第2トランジスタのゲートは、前記容量素子の第1端子と電気的に接続されることを特徴とする記憶装置。
In claim 10 or claim 11,
The semiconductor device has a memory cell,
The memory cell includes a first transistor, a second transistor, and a capacitor.
A first terminal of the first transistor is electrically connected to a first terminal of the capacitor;
The memory device, wherein the gate of the second transistor is electrically connected to the first terminal of the capacitor.
請求項12において、
前記第1トランジスタは、チャネル形成領域に金属酸化物を有することを特徴とする記憶装置。
In claim 12,
The memory device, wherein the first transistor includes a metal oxide in a channel formation region.
請求項10乃至請求項13のいずれか一において、
前記半導体装置は、それぞれ多値のデータの書き込み動作、又は読み出し動作を行う機能を有することを特徴とする記憶装置。
In any one of Claims 10 thru | or 13,
Each of the semiconductor devices has a function of performing a multi-value data write operation or a read operation.
請求項1乃至請求項14のいずれか一に記載の記憶装置が実装された回路基板。   A circuit board on which the memory device according to any one of claims 1 to 14 is mounted. 請求項15において、
駆動回路を有し、
前記駆動回路は、前記記憶装置に対してデータを書き込む機能と、前記記憶装置からデータを読み出す機能と、を有することを特徴とする回路基板。
In claim 15,
Having a drive circuit,
The circuit board having a function of writing data to the storage device and a function of reading data from the storage device.
請求項15、又は請求項16に記載の回路基板と、筐体と、を有することを特徴とする電子機器。   An electronic device comprising the circuit board according to claim 15 or 16, and a housing.
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