TWI670922B - 直流對直流轉換器、半導體裝置以及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明的一個實施例的目的是提供一種提高電壓轉換效率的直流對直流轉換器。該直流對直流轉換器包括：產生包含流過負載的電流的資料的第一信號的第一電路；放大上述第一信號的第二電路；產生包含施加到上述負載的電壓的資料的第二信號的第三電路；保持上述第二信號的第四電路；放大在上述第四電路中保持的上述第二信號的第五電路；校正上述第二電路與上述第五電路的電特性之差的第六電路；將第一電壓轉換為供應到上述負載的第二電壓的第七電路；以及根據放大的上述第一信號和放大的上述第二信號中的一個控制由上述第七電路產生的上述第二電壓的位準的第八電路。

Description

直流對直流轉換器、半導體裝置以及電子裝置
本發明的一個實施例係關於一種直流對直流(DC-DC)轉換器及使用該直流對直流轉換器的半導體裝置。
注意，本發明的一個實施例不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施例的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。或者，本發明的一個實施例係關於一種程式(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或者組合物(composition of matter)。由此，更明確而言，作為本說明書所公開的本發明的一個實施例的技術領域的一個例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發光裝置、照明設備、蓄電裝置、記憶體裝置、這些裝置的驅動方法或者這些裝置的製造方法。
直流對直流轉換器是一種不管輸入電壓值如何都可以得到恆定的輸出電壓的恆壓電路，該直流對直流 轉換器與整流電路等一起用於電源電路。一般使用的開關式直流對直流轉換器的回饋方式大致分為如下兩種方式：輸出電壓的資料回饋至控制器的電壓模式控制；輸出電壓的資料及輸出電流的資料回饋至控制器的電流模式控制。以下專利文獻1公開了能夠切換根據流過負載的電流的資料控制驅動的電流控制和根據施加到負載的電壓的資料控制驅動的電壓控制的電源電路。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2013-178495號公報
低功耗是評價電子裝置的性能的重要標準之一。尤其是，在利用儲存在一次電池、二次電池等各種電池或電容器等的功率而工作的可攜式電子裝置中，為了將從電池或電容器等輸出的電壓轉換為最適合的電壓值，使用直流對直流轉換器。藉由提高直流對直流轉換器的功率轉換效率，可以抑制半導體裝置的功耗，再者，還可以確保使用上述半導體裝置的可攜式電子裝置的較長的連續使用時間。
鑒於上述技術背景，本發明的一個實施例的目的之一是提供一種實現功率轉換效率的提高的直流對直流轉換器。另外，本發明的一個實施例的目的之一是降低使用該直流對直流轉換器的電源電路及半導體裝置的功 耗。
本發明的一個實施例的目的之一是提供一種新穎的半導體裝置等。注意，上述目的的描述並不妨礙其他目的存在。注意，本發明的一個實施例並不需要實現所有上述目的。上述目的外的目的從說明書、圖式、申請專利範圍等的描述中是顯而易見的，並且可以從所述描述中抽出。
本發明的一個實施例的直流對直流轉換器包括：產生包含流過負載的電流的資料的第一信號的第一電路；放大上述第一信號的第二電路；產生包含施加到上述負載的電壓的資料的第二信號的第三電路；保持上述第二信號的第四電路；放大在上述第四電路中保持的上述第二信號的第五電路；校正上述第二電路與上述第五電路的電特性之差的第六電路；將第一電壓轉換為供應到上述負載的第二電壓的第七電路；以及根據放大的上述第一信號和放大的上述第二信號中的一個控制由上述第七電路產生的上述第二電壓的位準的第八電路。
本發明的一個實施例的直流對直流轉換器包括：產生包含流過負載的電流的資料的第一信號的第一電路；放大上述第一信號的第二電路；產生包含施加到上述負載的電壓的資料的第二信號的第三電路；保持上述第二信號的第四電路；放大在上述第四電路中保持的上述第二信號的第五電路；校正上述第二電路與上述第五電路的電特性之差的第六電路；將第一電壓轉換為供應到上述負載 的第二電壓的第七電路；以及根據放大的上述第一信號和放大的上述第二信號中的一個控制由上述第七電路產生的上述第二電壓的位準的第八電路，其中，上述第六電路包括：第一開關；放大的上述第一信號所具有的第一電位經由上述第一開關被供應的第一電容元件；第二開關；放大的上述第二信號所具有的第二電位經由上述第二開關被供應的第二電容元件；產生具有對應於上述第一電位與上述第二電位的電位差的比例的第一電流及第二電流的第九電路。藉由將上述第一電流及上述第二電流輸入上述第五電路，來校正上述第二電路與上述第五電路的電特性之差。
上述第一開關及上述第二開關也可以都是在氧化物半導體膜中包含通道形成區的電晶體。
本發明的一個實施例的半導體裝置也可以具有上述直流對直流轉換器。
藉由本發明的一個實施例，可以提供一種實現功率轉換效率的提高的直流對直流轉換器。另外，藉由本發明的一個實施例，可以提供一種能夠降低功耗的電源電路及半導體裝置。
另外，藉由本發明的一個實施例，可以提供一種新穎的半導體裝置等。注意，上述效果的描述並不妨礙其他效果存在。注意，本發明的一個實施例並不需要具有所有上述效果。上述效果外的效果從說明書、圖式、申請專利範圍等的描述中是顯而易見的，並且可以從所述描述中抽出。
10‧‧‧直流對直流轉換器
11‧‧‧負載
11a‧‧‧發光元件
12‧‧‧電流檢測電路
13‧‧‧電壓檢測電路
14‧‧‧控制電路
15‧‧‧功率轉換電路
16‧‧‧電源
16a‧‧‧交流電源
16b‧‧‧光電二極體
17‧‧‧放大電路
18‧‧‧放大電路
19‧‧‧校正電路
19c‧‧‧校正電路
19v‧‧‧校正電路
20‧‧‧驅動電路
21‧‧‧選擇電路
22‧‧‧調變電路
23‧‧‧電阻元件
24‧‧‧開關
24t‧‧‧電晶體
25‧‧‧電阻元件
26‧‧‧電阻元件
27‧‧‧保持電路
28‧‧‧開關
28c‧‧‧開關
28t‧‧‧電晶體
28v‧‧‧開關
29‧‧‧開關
29c‧‧‧開關
29t‧‧‧電晶體
29v‧‧‧開關
30‧‧‧電容元件
30c‧‧‧電容元件
30v‧‧‧電容元件
31‧‧‧電容元件
31c‧‧‧電容元件
31v‧‧‧電容元件
32‧‧‧電容元件
33‧‧‧開關
34‧‧‧開關
34c‧‧‧開關
34t1‧‧‧電晶體
34t2‧‧‧電晶體
34v‧‧‧開關
35‧‧‧開關
36‧‧‧開關
37‧‧‧三角波產生電路
38‧‧‧緩衝器
39‧‧‧電容元件
40‧‧‧電感器
41‧‧‧二極體
42‧‧‧電晶體
50‧‧‧發光裝置
51‧‧‧開關
52‧‧‧整流電路
53‧‧‧太陽能電池
54‧‧‧電容元件
55‧‧‧開關
70‧‧‧電晶體
90‧‧‧電晶體
91‧‧‧絕緣膜
92a‧‧‧氧化物半導體膜
92b‧‧‧氧化物半導體膜
92c‧‧‧氧化物半導體膜
93‧‧‧導電膜
94‧‧‧導電膜
95‧‧‧絕緣膜
96‧‧‧導電膜
97‧‧‧基板
400‧‧‧基板
401‧‧‧元件分離區
402‧‧‧雜質區
403‧‧‧雜質區
404‧‧‧通道形成區
405‧‧‧絕緣膜
406‧‧‧閘極電極
411‧‧‧絕緣膜
412‧‧‧導電膜
413‧‧‧導電膜
414‧‧‧導電膜
416‧‧‧導電膜
417‧‧‧導電膜
418‧‧‧導電膜
420‧‧‧絕緣膜
421‧‧‧絕緣膜
422‧‧‧絕緣膜
430‧‧‧半導體膜
430a‧‧‧氧化物半導體膜
430c‧‧‧氧化物半導體膜
431‧‧‧閘極絕緣膜
432‧‧‧導電膜
433‧‧‧導電膜
434‧‧‧閘極電極
601‧‧‧半導體基板
610‧‧‧元件分離區
611‧‧‧絕緣膜
612‧‧‧絕緣膜
613‧‧‧絕緣膜
625‧‧‧導電膜
626‧‧‧導電膜
634‧‧‧導電膜
635‧‧‧導電膜
636‧‧‧導電膜
644‧‧‧導電膜
651‧‧‧導電膜
652‧‧‧導電膜
653‧‧‧導電膜
654‧‧‧導電膜
655‧‧‧導電膜
661‧‧‧絕緣膜
662‧‧‧閘極絕緣膜
663‧‧‧絕緣膜
701‧‧‧半導體膜
710‧‧‧區域
711‧‧‧區域
721‧‧‧導電膜
722‧‧‧導電膜
731‧‧‧閘極電極
5001‧‧‧外殼
5002‧‧‧外殼
5003‧‧‧顯示部
5004‧‧‧顯示部
5005‧‧‧麥克風
5006‧‧‧揚聲器
5007‧‧‧操作鍵
5008‧‧‧觸控筆
5101‧‧‧車體
5102‧‧‧車輪
5103‧‧‧儀表板
5104‧‧‧燈
5301‧‧‧外殼
5302‧‧‧外殼
5303‧‧‧鏡子
5304‧‧‧連接部
5401‧‧‧外殼
5402‧‧‧顯示部
5403‧‧‧鍵盤
5404‧‧‧指向裝置
5601‧‧‧外殼
5602‧‧‧外殼
5603‧‧‧顯示部
5604‧‧‧顯示部
5605‧‧‧連接部
5606‧‧‧操作鍵
5801‧‧‧外殼
5802‧‧‧外殼
5803‧‧‧顯示部
5804‧‧‧操作鍵
5805‧‧‧透鏡
5806‧‧‧連接部
在圖式中：圖1示出直流對直流轉換器的結構；圖2示出直流對直流轉換器的結構；圖3示出直流對直流轉換器的結構；圖4示出驅動電路的結構；圖5示出誤差放大器EAv與校正電路的連接結構；圖6示出Gm放大器Gmva、放大器Amp、Gm放大器Gmv的具體結構實例及Gm放大器Gmva、放大器Amp、Gm放大器Gmv、電晶體28t、電晶體29t、電容元件30、電容元件31、電晶體34t1、電晶體34t2的連接結構實例；圖7示出直流對直流轉換器的結構；圖8示出保持電路27、放大電路17、放大電路18、校正電路19v、校正電路19c的連接結構實例；圖9為用於直流對直流轉換器的工作的各電位的時序圖；圖10示出功率轉換電路的結構；圖11A和圖11B示出使用直流對直流轉換器的半導體裝置的結構；圖12示出半導體裝置的剖面結構；圖13A至圖13C示出電晶體的結構； 圖14A至圖14C示出電晶體的結構；圖15示出半導體裝置的剖面結構；圖16A至圖16F示出電子裝置。
下面，參照圖式對本發明的實施方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，而所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意，本發明的一個實施例在其範疇內包括積體電路、RF標籤、儲存介質、太陽能電池、使用發光元件的照明設備、半導體顯示裝置等能夠使用直流對直流轉換器的各種半導體裝置。積體電路在其範疇內包括：LSI(Large Scale Integrated Circuit：大型積體電路)，LSI包括諸如微處理器、影像處理電路、DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)或微控制器等；及可程式邏輯裝置(PLD：Programmable Logic Device)，PLD諸如FPGA(Field Programmable Gate Array：現場可程式邏輯閘陣列)和CPLD(Complex PLD：複雜可程式邏輯裝置)等。此外，半導體顯示裝置在其範疇內包括液晶顯示裝置、在各像素中具有以有機發光元件(OLED)為代表的發光元件的發光裝置、電子紙、DMD(Digital Micromirror Device：數位微鏡裝置)、PDP(Plasma Display Panel：電漿顯示面板)及FED(Field Emission Display：場發射顯示器)等具有直流對直流轉換器的半導體顯示裝置。
注意，電晶體的「源極」是指用作活性層的半導體膜的一部分的源極區或與上述半導體膜連接的源極電極。同樣地，電晶體的「汲極」是指上述半導體膜的一部分的汲極區或與上述半導體膜連接的汲極電極。此外，「閘極」是指閘極電極。
電晶體所具有的「源極」和「汲極」的名稱根據電晶體的導電型及供應到各端子的電位位準而互換。一般而言，在n通道電晶體中，將被供應低電位的端子稱為源極，而將被供應高電位的端子稱為汲極。另外，在p通道電晶體中，將被供應低電位的端子稱為汲極，而將被供應高電位的端子稱為源極。在本說明書中，儘管為方便起見在一些情況下假設源極和汲極是固定的來描述電晶體的連接關係，但是實際上源極和汲極的名稱根據上述電位關係而互換。
〈直流對直流轉換器的結構實例1〉
圖1示出本發明的一個實施例的直流對直流轉換器的結構的一個例子的方塊圖。注意，雖然在方塊圖中，根據其功能分類構成要素而示出為彼此獨立的方塊，但是，實際上的構成要素有時難以根據其功能完全劃分，而一個構 成要素可能會涉及多個功能。
圖1所示的直流對直流轉換器10包括電流檢測電路12、電壓檢測電路13、控制電路14及功率轉換電路15。電流檢測電路12具有產生包含流過負載11的電流的資料的信號(以下稱為電流信號)的功能。電壓檢測電路13具有產生施加到負載11的電壓的資料的信號(以下稱為電壓信號)的功能。
功率轉換電路15具有將從電壓源等電源16供應到直流對直流轉換器10的輸入電壓轉換為輸出電壓的功能。控制電路14具有控制由功率轉換電路15產生的輸出電壓的位準的功能。
在圖1所示的直流對直流轉換器10中，控制電路14包括保持電路27、放大電路17、放大電路18、校正電路19及驅動電路20。保持電路27具有保持由電壓檢測電路13產生的電壓信號的功能。放大電路17具有放大經由保持電路27輸入的電壓信號的功能。放大電路18具有放大由電流檢測電路12產生的電流信號的功能。校正電路19具有校正放大電路17與放大電路18的電特性之差的功能。驅動電路20具有根據放大的電壓信號或者放大的電流信號控制由功率轉換電路15產生的輸出電壓的位準的功能。
明確而言，圖1示出直流對直流轉換器10的電流檢測電路12包括電阻元件23及開關24的情況。電阻元件23與開關24並聯電連接，電阻元件23與負載11 串聯電連接。將電阻元件23的一對端子中的與負載11電連接的端子稱為節點A，將另一個端子稱為節點C。此時，在電阻元件23的電阻值恆定且節點C的電位恆定的情況下，開關24處於關閉狀態時的節點A的電位取決於流過電阻元件23的電流的值。包含節點A的電位的信號作為電流信號供應到放大電路18。
圖1示出直流對直流轉換器10的電壓檢測電路13包括電阻元件25及電阻元件26的情況。電阻元件25與電阻元件26串聯電連接。電阻元件25及電阻元件26與負載11並聯電連接。電阻元件25的一對端子中的一個與電阻元件26的一對端子中的一個電連接。將這些端子稱為節點B。此時，節點B的電位取決於在電阻元件25的一對端子中的另一個與電阻元件26的一對端子中的另一個(相當於節點A)之間施加的電壓的值。包含節點B的電位的信號作為電壓信號供應到保持電路27。保持電路27被供應節點A的電位及節點B的電位，並保持其電位差。
在圖1所示的直流對直流轉換器10中，驅動電路20包括選擇電路21及調變電路22。選擇電路21具有選擇由放大電路17放大的電壓信號和由放大電路18放大的電流信號中的一個的功能。調變電路22具有根據由選擇電路21選擇的電壓信號或者電流信號產生用來控制在功率轉換電路15中產生的輸出電壓的值的信號的功能。
〈直流對直流轉換器的工作實例1〉
接著，對圖1所示的直流對直流轉換器10的工作實例進行說明。
首先，在第一期間，在本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10中，檢測電流信號及電壓信號。明確而言，在電流檢測電路12中，藉由使開關24關閉，而使流過負載11的電流經由節點A流過電阻元件23。在節點C被施加接地電位等指定電位的情況下，節點A的電位取決於流過電阻元件23的電流值。包含節點A的上述電位的電流信號供應到放大電路18。由放大電路18放大的上述電流信號供應到驅動電路20。
另一方面，在電壓檢測電路13中，在輸出電壓供應到負載11的情況下，施加到負載11的電壓被施加到電阻元件25的另一個端子與電阻元件26的另一個端子(節點A)之間。因此，節點B的電位取決於電阻元件25的電阻值與電阻元件26的電阻值的比例及施加到負載11的電壓。包含節點B的電位的信號作為電壓信號供應到保持電路27。此外，節點A的電位也供應到保持電路27。
在驅動電路20中，選擇電路21將來自放大電路18的電流信號供應到調變電路22。在調變電路22中，利用上述電流信號產生用來控制在功率轉換電路15中產生的輸出電壓的位準的信號。明確而言，在上述電流 信號大於指定值的情況下，產生降低在功率轉換電路15中產生的輸出電壓的信號。而在上述電流信號小於指定值的情況下，產生提高在功率轉換電路15中產生的輸出電壓的信號。
在功率轉換電路15中，根據由調變電路22產生的上述信號將來自電源16的輸入電壓轉換為具有指定位準的輸出電壓。調節為指定位準的輸出電壓供應到負載11。因此，供應到負載11的電流值也被調節為指定值。
當調節後的輸出電壓供應到負載11時，在電壓檢測電路13中，施加到負載11的電壓被施加到電阻元件25的另一個端子與電阻元件26的另一個端子(節點A)之間。於是，上述電壓重新決定節點B的電位，包含節點B的電位的信號作為電壓信號供應到保持電路27。上述電壓信號的電位(即節點B的電位)與節點A的電位之間的電位差保持在保持電路27中。
可以說在調節後的輸出電壓供應到負載11之後保持在保持電路27中的上述電位差適合將供應到負載11的電流值調節至指定值。
接著，在第二期間，在校正電路19中，校正放大電路17與放大電路18的電特性之差。明確而言，由放大電路18放大的電流信號供應到校正電路19。在保持電路27中保持的電壓信號也由放大電路17放大而供應到校正電路19。
在節點B的電位及對節點A的電位加上保持在保持電路27中的電位差的電位輸入放大電路17的情況下，校正電路19產生用來校正放大電路17的電特性的信號(以下稱為校正信號)以使放大電路17的輸出電位與從放大電路18輸出的電流信號的電位相同。校正信號的電流值取決於從放大電路17輸入校正電路19的電壓信號與從放大電路18輸入校正電路19的電流信號的電位差。為了在不對校正電路19輸入電壓信號及電流信號期間也維持校正信號的電流值，校正電路19具有保持電壓信號與電流信號的電位差的功能。
當由校正電路19產生的校正信號被輸入放大電路17時，放大電路17所輸出的電壓信號的電位被校正。其結果，節點A與節點B的電位差越接近保持在保持電路27中的電位差，從放大電路17輸出的電壓信號的電位被校正以越接近電流信號的電位。
注意，圖1示出在校正電路19中產生用來校正從放大電路17輸出的電壓信號的電位的校正信號的情況。本發明的一個實施例也可以在校正電路19中產生用來校正從放大電路18輸出的電流信號的電位的校正信號。或者，也可以在校正電路19中產生用來校正從放大電路17輸出的電壓信號的電位的校正信號及用來校正從放大電路18輸出的電流信號的電位的校正信號。
此外，在第二期間，與第一期間同樣地，由驅動電路20中的選擇電路21將放大的上述電流信號供應 到調變電路22。調變電路22利用上述電流信號產生用來控制在功率轉換電路15中產生的輸出電壓的位準的信號。在功率轉換電路15中，根據由調變電路22產生的上述信號將來自電源16的輸入電壓轉換為具有指定值的輸出電壓。調節為指定位準的輸出電壓供應到負載11。因此，供應到負載11的電流值也被調節為指定值。
接著，在第三期間，在本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10中，利用電壓信號控制在功率轉換電路15中產生的輸出電壓的位準。明確而言，在第三期間，藉由使電流檢測電路12中的開關24導通，來使節點A的電位無限趨近於供應到節點C的接地電位等指定電位。
在放大電路17中，以在第一期間保持在保持電路27中的節點A與節點B之間的電位差為參考電位差，放大包含節點B的電位的電壓信號，以使第三期間中的節點A與節點B之間的電位差接近該參考電位差。
此外，在第三期間，驅動電路20中的選擇電路21將由放大電路17放大的上述電壓信號供應到調變電路22。在調變電路22中，利用上述電壓信號產生用來控制在功率轉換電路15中產生的輸出電壓的位準的信號。在功率轉換電路15中，根據由調變電路22產生的上述信號將來自電源16的輸入電壓轉換為具有指定位準的輸出電壓。由於調節為指定位準的輸出電壓供應到負載11，因此供應到負載11的電流值無限趨近於在第一期間利用 電流信號調節而獲得的值。
在本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10中，可以依次反復進行第一期間至第三期間的工作。在本發明的一個實施例中，藉由在第三期間使開關24導通，可以防止電流流過電阻元件23。因此，可以抑制電阻元件23所消耗的功率，而可以實現直流對直流轉換器10的功率轉換效率的提高。
此外，在本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10中，校正電路19藉由將包括關於放大電路17與放大電路18的電特性之差的資料的校正信號輸入放大電路17，可以校正從放大電路17輸出的電壓信號的電位並使其接近從放大電路18輸出的電流信號的電位。由於可以校正放大電路17與放大電路18的電特性之差，因此當利用電流信號控制功率轉換電路15的輸出電壓的第二期間切換到利用電壓信號控制功率轉換電路15的輸出電壓的第三期間時，可以防止流過負載11的電流值發生變動。
〈直流對直流轉換器的結構實例2〉
接著，對本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10的校正電路19的更具體的結構的一個例子進行說明。圖2示出本發明的一個實施例的直流對直流轉換器的結構的一個例子的方塊圖。
圖2所示的直流對直流轉換器10與圖1所示 的直流對直流轉換器10的共同點為包括電流檢測電路12、電壓檢測電路13、控制電路14及功率轉換電路15。其他的共同點為控制電路14包括保持電路27、放大電路17、放大電路18、校正電路19及驅動電路20。
此外，圖2所示的直流對直流轉換器10的校正電路19包括：保持從放大電路17輸出的電壓信號的電位的電容元件30；控制對電容元件30供應電壓信號的電位的開關28；保持從放大電路18輸出的電流信號的電位的電容元件31；及控制對電容元件31供應電流信號的電位的開關29。
明確而言，在圖2所示的校正電路19中，在上述第二期間，使開關28及開關29導通。藉由上述工作，從放大電路17輸出的電壓信號的電位經由開關28供應到電容元件30，從放大電路18輸出的電流信號的電位經由開關29供應到電容元件31。在圖2所示的校正電路19中，在開始上述第三期間之前，使開關28及開關29關閉。藉由上述工作，電壓信號的電位保持在電容元件30中，電流信號的電位保持在電容元件31中。
在校正電路19中，產生用來校正從放大電路17輸出的電壓信號的電位的校正信號，以使減少輸入到校正電路19的電壓信號與電流信號的電位差。校正信號的電流值取決於輸入到校正電路19的電壓信號與電流信號的電位差。電容元件30保持電壓信號的電位，並且，電容元件31保持電流信號的電位，因此，即使在不對校 正電路19輸入電壓信號及電流信號的第三期間也維持校正信號的電流值。
注意，開關28保持電容元件30的電位，並且，開關29保持電容元件31的電位，因此較佳為使用關態電流(off-state current)極小的電晶體作為這些開關。其通道形成區形成在具有比矽寬的能帶間隙且比矽低的本質載子密度的半導體膜中的電晶體的關態電流可以比一般的由矽或鍺等半導體形成的電晶體的關態電流小得多，因此適用於上述電晶體。作為這種半導體，例如可以舉出具有矽的2倍以上的能帶間隙的氧化物半導體、氮化鎵等。因此，藉由將上述電晶體用於開關28以及開關29，可以防止保持在電容元件30或者電容元件31中的電荷洩漏。
藉由採用上述結構，可以更長時間地保持在第二期間取得的校正信號的電位。其結果，可以增加第三期間對第一期間的比例，所以可以進一步提高直流對直流轉換器10的功率轉換效率。
〈直流對直流轉換器的結構實例3〉
接著，參照圖3對圖1所示的直流對直流轉換器10的更具體的結構的一個例子進行說明。
圖3所示的直流對直流轉換器10與圖1所示的直流對直流轉換器10同樣地包括電流檢測電路12、電壓檢測電路13、控制電路14、功率轉換電路15。此外，在圖3所示的直流對直流轉換器10中，與圖1所示的直 流對直流轉換器10同樣地，控制電路14包括保持電路27、放大電路17、放大電路18、校正電路19及驅動電路20。
在圖3所示的直流對直流轉換器10中，與圖1所示的直流對直流轉換器10同樣地，電壓檢測電路13包括串聯電連接的電阻元件25及電阻元件26。此外，在圖3中，示出電流檢測電路12包括並聯電連接的電阻元件23及用作開關24的電晶體24t的例子。電晶體24t的閘極被供應信號GSS。
在圖3中，保持電路27包括電容元件32及開關33。放大電路17包括誤差放大器EAv，放大電路18包括誤差放大器EAc。
明確而言，電壓檢測電路13的節點B電連接到誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)。換而言之，從電壓檢測電路13輸出的電壓信號供應到誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)。電容元件32的一個電極電連接到節點A。電容元件32的另一個電極電連接到誤差放大器EAv的反相輸入端子(-)。開關33具有控制誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)之間的導通狀態的功能。
明確而言，節點A電連接到誤差放大器EAc的非反相輸入端子(+)，並且，誤差放大器EAc的反相輸入端子(-)電連接到被供應電位VREF的佈線。
圖3所示的直流對直流轉換器10與圖2所示 的直流對直流轉換器10的共同點為：校正電路19包括開關28、開關29、電容元件30及電容元件31。此外，圖3所示的直流對直流轉換器10的校正電路19還包括根據兩個輸入電位之差決定輸出電流值的Gm放大器Gmv及開關34。開關34的開閉由信號DOC1控制。
明確而言，誤差放大器EAv的輸出端子經由開關28電連接到電容元件30的一個電極及Gm放大器Gmv的非反相輸入端子(+)。電容元件30的另一個電極電連接到被供應指定電位的佈線。誤差放大器EAc的輸出端子經由開關29電連接到電容元件31的一個電極及Gm放大器Gmv的反相輸入端子(-)。電容元件31的另一個電極電連接到被供應指定電位的佈線。Gm放大器Gmv的輸出端子經由開關34電連接到誤差放大器EAv的電源端子。換而言之，從Gm放大器Gmv的輸出端子輸出的電流作為校正信號經由開關34供應到誤差放大器EAv的電源端子。
圖3所示的選擇電路21包括開關35及開關36。開關35的開閉由信號Sig1控制，開關36的開閉由具有與信號Sig1相反的電位極性的信號Sig1b控制。此外，圖3所示的調變電路22包括比較器Comp及三角波產生電路37。三角波產生電路37具有產生三角波信號或鋸齒波信號的功能。
明確而言，誤差放大器EAv的輸出端子經由開關36電連接到比較器Comp的非反相輸入端子(+)。 誤差放大器EAc的輸出端子經由開關35電連接到比較器Comp的非反相輸入端子(+)。由三角波產生電路37產生的三角波信號或鋸齒波信號被輸入到比較器Comp的反相輸入端子(-)。從比較器Comp的輸出端子輸出的信號供應到功率轉換電路15。
圖3示出具有對輸入電壓進行降壓的功能的功率轉換電路15的結構實例。明確而言，圖3所示的功率轉換電路15包括緩衝器38、電容元件39、電感器40、二極體41及電晶體42。從比較器Comp的輸出端子供應到功率轉換電路15的信號經由緩衝器38作為信號GS供應到電晶體42的閘極。電晶體42具有根據信號GS控制電源16與二極體41的陽極及電感器40的一個端子之間的導通狀態的功能。二極體41的陰極電連接到被供應指定電位的佈線。電感器40的另一個端子電連接到電容元件39的一個電極，電容元件39的另一個電極電連接到被供應指定電位的佈線。
電感器40的另一個端子電連接到電壓檢測電路13的電阻元件25的另一個端子及負載11。
在圖3所示的功率轉換電路15中，當使電晶體42導通時，電感器40產生電動勢。電感器40根據因電動勢而施加的電壓及電感器40的電感使電流流過。此後，當使電晶體42關閉時，在電感器40中產生維持上述電流的方向(即，與在使電晶體42導通時產生的電動勢相反的方向)上的電動勢。其結果，形成經由二極體41 及電感器40的電流路徑，在電感器40中維持上述電流。因此，電感器40的另一個端子的電位維持比電感器40的一個端子的電位低的狀態，另一個端子的電位被保持在電容元件39中。
注意，電晶體42處於導通狀態的期間的比例越高，保持在電容元件39中的電位越高，而接近電感器40的一個端子的電位。與此相反，電晶體42處於導通狀態的期間的比例越低，保持在電容元件39中的電位越低。
在本發明的一個實施例中，功率轉換電路15也可以具有對輸入電壓進行升壓的功能。
〈直流對直流轉換器的工作實例2〉
接著，對圖3所示的直流對直流轉換器10的工作實例進行說明。
首先，在第一期間，在直流對直流轉換器10中，檢測電流信號及電壓信號。明確而言，藉由控制信號GSS的電位，來使電流檢測電路12中的電晶體24t關閉。由於電晶體24t成為關閉狀態，因此流過負載11的電流經由節點A流過電阻元件23，從而在節點A中產生對應於該電流的電流值的電位。包含節點A的上述電位的電流信號供應到誤差放大器EAc的非反相輸入端子(+)。誤差放大器EAc放大供應到反相輸入端子(-)的電位VREF與供應到非反相輸入端子(+)的電流信號的 電位之間的電位差。由誤差放大器EAc放大的上述電流信號供應到選擇電路21。
另一方面，在施加到負載11的電壓供應到電壓檢測電路13的情況下，在節點B中產生對應於該電壓的電位。包含節點B的電位的信號作為電壓信號供應到保持電路27。此外，節點A的電位也供應到保持電路27。另外，在保持電路27中，由於開關33處於導通狀態，因此節點A與節點B的電位差施加到電容元件32。
因為保持電路27中的開關33處於導通狀態，因此誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)及反相輸入端子(-)都被供應節點B的電位。
在第一期間，在校正電路19中，藉由控制信號DOC1的電位來使開關34關閉，藉由控制信號DOC2的電位來使開關28及開關29關閉。
在選擇電路21中，藉由控制信號Sig1的電位及信號Sig1b的電位，來使開關35導通並使開關36關閉。藉由上述工作，來自誤差放大器EAc的電流信號經由開關35供應到比較器Comp的非反相輸入端子(+)。比較器Comp的反相輸入端子(-)被供應由三角波產生電路37產生的三角波信號或鋸齒波信號。比較器Comp產生其脈衝寬度根據供應到非反相輸入端子(+)的電位而變化且週期固定的矩形波信號。
在功率轉換電路15中，根據由比較器Comp產生的上述信號將來自電源16的輸入電壓轉換為具有指 定值的輸出電壓。調節為指定位準的輸出電壓供應到負載11。因此，供應到負載11的電流值也被調節為指定值。
當調節後的輸出電壓供應到負載11時，施加到負載11的電壓再次供應到電壓檢測電路13。在電壓檢測電路13中，在節點B中產生對應於被供應的電壓的電位。在保持電路27中，因為開關33處於導通狀態，因此節點A與節點B的電位差供應到電容元件32。
在第一期間結束時，保持電路27中的開關33成為關閉狀態，節點A與節點B的電位差保持在電容元件32中。可以說保持在電容元件32中的上述節點A與節點B的電位差適合將供應到負載11的電流值調節至指定值，即它是參考電位差。下面，將該電位差稱為電位差V1。
接著，在第二期間，藉由控制信號GSS的電位，來保持電流檢測電路12中的電晶體24t的關閉狀態。另外，藉由控制信號Sig1的電位及信號Sig1b的電位，來保持選擇電路21中的開關35的導通狀態及開關36的關閉狀態。藉由上述工作，與第一期間同樣地，功率轉換電路15根據由電流檢測電路12產生的電流信號將來自電源16的輸入電壓轉換為具有指定值的輸出電壓。
在第二期間，在校正電路19中，藉由控制信號DOC1的電位來使開關34導通，藉由控制信號DOC2的電位來使開關28及開關29導通。藉由上述工作，由誤差放大器EAc放大的電流信號經由開關29供應到Gm放 大器Gmv的反相輸入端子(-)以及電容元件31的一個電極。下面，將由誤差放大器EAc放大的上述電流信號的電位稱為電位Veac。電位Veac可以說是適合將供應到負載11的電流值調節至指定值的電流信號的電位。
在第二期間，因為保持電路27中的開關33處於關閉狀態，因此在第一期間取得的節點A與節點B的電位差V1保持在電容元件32中。在第一期間，保持電路27的開關33處於導通狀態，並且，誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)及反相輸入端子(-)都被供應節點B的電位。因此，可以說，在第二期間，剛使開關33關閉之後的誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)的電位差近於0。並且，誤差放大器EAv的輸出端子的電位經由開關28供應到Gm放大器Gmv的非反相輸入端子(+)及電容元件30的一個電極。
在Gm放大器Gmv中，根據非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)的電位差決定輸出電流值。該輸出電流經由開關34供應到誤差放大器EAv的電源端子。當該電流供應到誤差放大器EAv的電源端子時，誤差放大器EAv的輸出端子的電位被校正以接近從誤差放大器EAc輸出的電流信號的電位Veac。換而言之，誤差放大器EAv所輸出的電壓信號在非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)的電位差近於0的狀態下被校正以具有電位Veac。
當誤差放大器EAv的輸出端子的電位接近電 位Veac時，電容元件30的一個電極的電位變化量也收斂到零。
當第二期間結束時，藉由控制信號DOC2的電位來使開關28及開關29關閉。藉由上述工作，電容元件30的一個電極的電位變化量收斂到零時的Gm放大器Gmv的非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)的電位差保持在電容元件30及電容元件31中。
接著，在第三期間，藉由控制信號GSS的電位來使電流檢測電路12中的電晶體24t導通。藉由上述工作，節點A的電位無限趨近於施加到電阻元件23的另一個端子(節點C)的接地電位等指定電位。另外，在保持電路27中，開關33保持關閉狀態。因此，即使節點A的電位變得趨近於接地電位等指定電位，誤差放大器EAv的反相輸入端子(-)與節點A的電位差V1還保持在電容元件32中。
另外，電壓檢測電路13的節點B的電位供應到誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)。因此，在第三期間，在誤差放大器EAv中，對節點A的電位加上參考電位差V1的電位供應到反相輸入端子(-)，對節點A的電位加上實際上的節點A與節點B的電位差的電位供應到非反相輸入端子(+)。換而言之，在誤差放大器EAv中，反相輸入端子(-)與非反相輸入端子(+)的電位差相當於實際上的節點A與節點B的電位差與參考電位差V1之差。
在校正電路19中，藉由控制信號DOC1的電位保持開關34的導通狀態，並藉由控制信號DOC2的電位來保持開關28及開關29的關閉狀態。藉由上述工作，Gm放大器Gmv的非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)的電位差保持在電容元件30及電容元件31中。因此，誤差放大器EAv保持如下狀態：所輸出的電壓信號在非反相輸入端子(+)與反相輸入端子(-)的電位差近於0的狀態下被校正以具有近於電位Veac的電位。
電位差V1相當於適合將供應到負載11的電流值調節至指定值的節點A與節點B之間的參考電位差。因此，在第三期間，在實際上的節點A與節點B的電位差與參考電位差V1之間發生差異時，誤差放大器EAv的輸出端子的電位以近於電位Veac的電位為基準變動，以減少上述差異。
在選擇電路21中，藉由控制信號Sig1的電位及信號Sig1b的電位，使開關35關閉並使開關36導通。藉由上述工作，功率轉換電路15根據包含誤差放大器EAv的輸出端子的電位的電壓信號將來自電源16的輸入電壓轉換為具有指定位準的輸出電壓。由於調節為指定位準的輸出電壓供應到負載11，因此供應到負載11的電流值無限趨近於在第一期間利用電流信號調節而獲得的值。
在本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10中，可以依次反復進行第一期間至第三期間的工作。 在本發明的一個實施例中，藉由在第三期間使電晶體24t導通，可以防止電流流過電阻元件23。因此，可以抑制電阻元件23所消耗的功率，而可以實現直流對直流轉換器10的功率轉換效率的提高。
此外，在本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10中，校正電路19藉由將包括關於放大電路17與放大電路18的電特性之差的資料的校正信號輸入放大電路17，可以校正從放大電路17輸出的電壓信號的電位並使其接近從放大電路18輸出的電流信號的電位。由於可以校正放大電路17與放大電路18的電特性之差，因此當利用電流信號控制功率轉換電路15的輸出電壓的第二期間切換到利用電壓信號控制功率轉換電路15的輸出電壓的第三期間時，可以防止流過負載11的電流值發生變動。
注意，圖3示出調變電路22輸出具有PWM(Pulse Width Modulation control：脈衝寬度調變控制)控制的電位波形的信號的結構實例，但是本發明的一個實施例的直流對直流轉換器的調變電路22也可以輸出具有PFM(Pulse Frequency Modulation control：脈衝頻率調變控制)控制的電位波形的信號。
〈驅動電路的結構實例〉
接著，圖4示出與圖3不同的驅動電路20的結構實例。
在圖4所示的驅動電路20中，調變電路22包括比較器Compv、比較器Compc及三角波產生電路37。另外，選擇電路21包括開關35及開關36。開關35的開閉由信號Sig1控制，開關36的開閉由具有與信號Sig1相反的電位極性的信號Sig1b控制。
在圖4所示的驅動電路20中，從放大電路17輸出的電壓信號供應到比較器Compv的非反相輸入端子(+)。此外，從放大電路18輸出的電流信號供應到比較器Compc的非反相輸入端子(+)。由三角波產生電路37產生的三角波信號或鋸齒波信號供應到比較器Compv及比較器Compc的反相輸入端子(-)。從比較器Compv的輸出端子輸出的信號經由開關36供應到功率轉換電路15。從比較器Compc的輸出端子輸出的信號經由開關35供應到功率轉換電路15。
〈校正電路與誤差放大器EAv的連接結構實例〉
接著，圖5示出圖3所示的直流對直流轉換器10的誤差放大器EAv與校正電路19的連接結構的一個例子。圖5所示的誤差放大器EAv包括Gm放大器Gmva及放大器Amp。校正電路19包括用作開關28的電晶體28t、用作開關29的電晶體29t、電容元件30、電容元件31、Gm放大器Gmv、用作開關34的電晶體34t1及電晶體34t2。
在Gm放大器Gmva中，來自電壓檢測電路13的電壓信號INP供應到非反相輸入端子(+)，保持在 保持電路27中的基準的電壓信號INN供應到反相輸入端子(-)。明確而言，Gm放大器Gmva的非反相輸入端子(+)電連接到電壓檢測電路13的節點B，Gm放大器Gmva的反相輸入端子(-)電連接到電容元件32的另一個電極。
在Gm放大器Gmva中，根據供應到非反相輸入端子(+)的電壓信號INP的電位與供應到反相輸入端子(-)的電壓信號INN的電位之間的電位差控制一對輸出端子的各輸出電流之差。明確而言，在Gm放大器Gmva中，電壓信號INP的電位與電壓信號INN的電位之間的電位差越大，一對輸出端子的各輸出電流之差越大；電壓信號INP的電位與電壓信號INN的電位之間的電位差越小，一對輸出端子的各輸出電流之差越小。
從Gm放大器Gmva的一對輸出端子輸出的電流分別供應到放大器Amp的非反相輸入端子(+)及反相輸入端子(-)。
在Gm放大器Gmv中，根據經由電晶體28t供應到非反相輸入端子(+)的放大器Amp的輸出端子的電位與經由電晶體29t供應到反相輸入端子(-)的電位Veac的電位差控制一對輸出端子的各輸出電流之差。明確而言，在Gm放大器Gmv中，放大器Amp的輸出端子的電位與電位Veac之間的電位差越大，一對輸出端子的各輸出電流之差越大；放大器Amp的輸出端子的電位與電位Veac之間的電位差越小，一對輸出端子的各輸出電 流之差越小。
從Gm放大器Gmv的一對輸出端子輸出的電流分別作為校正信號經由開關34中的電晶體34t1及電晶體34t2供應到放大器Amp的非反相輸入端子(+)及反相輸入端子(-)。
在放大器Amp中，從輸出端子(OUT)輸出的電位由輸入到非反相輸入端子(+)的電流與輸入到反相輸入端子(-)的電流之差控制。明確而言，在放大器Amp中，輸入到非反相輸入端子(+)的電流與輸入到反相輸入端子(-)的電流之差越大，輸出端子的電位與電位Veac之間的電位差越大；輸入到非反相輸入端子(+)的電流與輸入到反相輸入端子(-)的電流之差越小，輸出端子的電位與電位Veac之間的電位差越小。
藉由由校正電路19校正從誤差放大器EAv輸出的電壓信號的電位，在圖3所示的直流對直流轉換器10中，控制功率轉換電路15的輸出電壓值，其結果，將輸入到誤差放大器EAv的電壓信號INP的電位與電壓信號INN的電位之間的電位差校正為小。
圖6示出圖5所示的Gm放大器Gmva、放大器Amp、Gm放大器Gmv的具體結構實例及Gm放大器Gmva、放大器Amp、Gm放大器Gmv、電晶體28t、電晶體29t、電容元件30、電容元件31、電晶體34t1及電晶體34t2的連接結構實例。注意，在圖6中，還示出控制對Gm放大器Gmva、放大器Amp及Gm放大器Gmv各自 具有的電流源供應偏置電壓的偏置電路Bias的結構實例。從偏置電路Bias輸出的偏置電壓由信號IREFNP1及信號IREFNP2控制。
〈直流對直流轉換器的結構實例4〉
接著，對與圖1所示的直流對直流轉換器10不同的本發明的一個實施例的直流對直流轉換器的結構實例進行說明。
圖7示出本發明的一個實施例的直流對直流轉換器10的結構實例。圖7所示的直流對直流轉換器10與圖1所示的直流對直流轉換器10的不同點為：圖7所示的直流對直流轉換器10的控制電路14包括校正從放大電路17輸出的電壓信號的電位的校正電路19v及校正從放大電路18輸出的電流信號的電位的校正電路19c。
明確而言，在圖7所示的直流對直流轉換器10中，從放大電路17輸出的電壓信號輸入校正電路19v及校正電路19c。從放大電路18輸出的電流信號輸入校正電路19v及校正電路19c。校正電路19v產生用來校正從放大電路17輸出的電壓信號的電位的校正信號，以使從放大電路17輸出的電壓信號的電位接近從放大電路18輸出的電流信號的電位。由校正電路19v產生的校正信號供應到放大電路17。校正電路19c產生用來校正從放大電路18輸出的電流信號的電位的校正信號，以使從放大電路18輸出的電流信號的電位接近從放大電路17輸出的 電壓信號的電位。由校正電路19c產生的校正信號供應到放大電路18。
在圖7所示的直流對直流轉換器10中，在利用電流信號控制功率轉換電路15的輸出電壓期間，由校正電路19v控制從放大電路17輸出的電壓信號的電位，而在利用電壓信號控制功率轉換電路15的輸出電壓期間，由校正電路19c控制從放大電路18輸出的電流信號的電位。由此，可以防止在切換期間時功率轉換電路15的輸出電壓發生變動。
圖8示出圖7所示的直流對直流轉換器10中的保持電路27、放大電路17、放大電路18、校正電路19v及校正電路19c的連接結構的一個例子。另外，在圖8中，示出直流對直流轉換器10包括多工器MUX1至多工器MUX3的例子。
在圖8中，校正電路19v包括：具有保持從放大電路17輸出的電壓信號的電位的功能的電容元件30v；控制對電容元件30v供應電壓信號的電位的開關28v；保持從放大電路18輸出的電流信號的電位的電容元件31v；控制對電容元件31v供應電流信號的電位的開關29v；根據兩個輸入電位之差決定輸出電流值的Gm放大器Gmv；及控制對誤差放大器EAv的電源端子供應從Gm放大器Gmv輸出的校正信號的開關34v。開關28v及開關29v的開閉由信號DOCV2控制。開關34的開閉由信號DOCV1控制。
校正電路19c包括：具有保持從放大電路18輸出的電流信號的電位的功能的電容元件30c；控制對電容元件30c供應電流信號的電位的開關28c；具有保持從多工器MUX2輸出的電壓信號的電位的功能的電容元件31c；控制對電容元件31c供應電壓信號的電位的開關29c；根據兩個輸入電位之差決定輸出電流值的Gm放大器Gmc；及控制對誤差放大器EAc的電源端子供應從Gm放大器Gmc輸出的校正信號的開關34c。開關28c及開關29c的開閉由信號DOCC2控制。開關34的開閉由信號DOCC1控制。
多工器MUX1根據信號DOCC3選擇圖7所示的直流對直流轉換器10中的節點A的電位ISENCE和電位VREF中的任一個並供應到放大電路18中的誤差放大器EAc的非反相輸入端子(+)。
多工器MUX2根據信號DOCC3選擇電位VREFH和從放大電路17輸出的電壓信號的電位中的任一個。由多工器MUX2選擇的電位經由開關29c供應到Gm放大器Gmc的反相輸入端子(-)及電容元件31c的一個電極。
多工器MUX3根據信號SEL選擇從放大電路17輸出的電壓信號的電位和從放大電路18輸出的電流信號的電位中的任一個並從輸出端子OUT輸出。
保持電路27中的開關33的開閉由信號SH控制。並且，圖7所示的直流對直流轉換器10中的節點B 的電位VSENCE供應到放大電路17中的誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)作為電壓信號INP。節點B的電位VSENCE經由開關33供應到誤差放大器EAv的反相輸入端子(-)作為電壓信號INN。
圖9示出用於圖7及圖8所示的直流對直流轉換器10的工作的各種電位的時序圖的一個例子。
在期間T0，信號DOCV1及信號DOCC1的電位成為高位準，開關34v及開關34c成為導通狀態。信號DOCC3的電位成為高位準，多工器MUX1選擇電位VREF。被選擇的電位VREF供應到誤差放大器EAc的非反相輸入端子(+)，誤差放大器EAc的輸出端子的電位被初始化。信號DOCC3的電位成為高位準，多工器MUX2選擇電位VREFH。
此外，在期間T0，信號DOCC2的電位成為高位準，開關28c及開關29c成為導通狀態。從誤差放大器EAc輸出的電位經由開關28c供應到Gm放大器Gmc的非反相輸入端子(+)及電容元件30c的一個電極。由多工器MUX2選擇的電位VREFH經由開關29c供應到Gm放大器Gmc的反相輸入端子(-)及電容元件31c的一個電極。
Gm放大器Gmc產生用來使從誤差放大器EAc輸出的電位接近電位VREFH的校正信號。該校正信號經由開關34c供應到誤差放大器EAc的電源端子。
此外，在期間T0，信號DOCV2的電位成為 低位準，開關28v及開關29v處於關閉狀態。信號SH的電位成為高位準，開關33成為導通狀態，電位VSENCE作為信號INP及信號INN分別供應到誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)及反相輸入端子(-)。
在期間T0，信號SEL的電位成為高位準，多工器MUX3選擇從誤差放大器EAc輸出的電位。該電位從輸出端子OUT被輸出。注意，從誤差放大器EAc輸出的電位在開始期間T0之後隨著時間的推移而被校正以逐漸接近電位VREFH。因此，從輸出端子OUT輸出的電位也在開始期間T0之後隨著時間的推移而逐漸接近電位VREFH。
從誤差放大器EAc輸出的電位VREFH經由開關28c供應到Gm放大器Gmc的非反相輸入端子(+)及電容元件30c的一個電極。
在期間T1，信號DOCV1及信號DOCC1的電位保持高位準，開關34v及開關34c保持導通狀態。信號DOCC3的電位成為低位準，多工器MUX1選擇節點A的電位ISENCE。該電位ISENCE作為電流信號供應到誤差放大器EAc的非反相輸入端子(+)，誤差放大器EAc放大該電流信號。
此外，在期間T1，信號DOCC2的電位成為低位準，開關28c及開關29c成為關閉狀態。因此，在期間T0供應到電容元件30c的一個電極的電位VREFH在期間T1保持在電容元件30c中，在期間T0供應到電容元件 31c的一個電極的電位VREFH在期間T1保持在電容元件31c中。
在期間T1，信號SH的電位保持高位準，因此開關33保持導通狀態，電位VSENCE作為信號INP及信號INN分別供應到誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)及反相輸入端子(-)。
在期間T1，信號DOCV2的電位成為高位準，開關28v及開關29v成為導通狀態。因此，從誤差放大器EAv輸出的電位經由開關28v供應到Gm放大器Gmv的非反相輸入端子(+)及電容元件30v的一個電極。另外，由誤差放大器EAc放大的電流信號經由開關29v供應到Gm放大器Gmv的反相輸入端子(-)及電容元件31v的一個電極。
Gm放大器Gmv產生用來使從誤差放大器EAv輸出的電位接近由誤差放大器EAc放大的電流信號的電位Veac的校正信號。該校正信號經由開關34v供應到誤差放大器EAv的電源端子。因此，誤差放大器EAv的輸出電位在開始期間T1之後隨著時間的推移而被校正以逐漸接近電位Veac。
從誤差放大器EAv輸出的電位Veac經由開關28v供應到Gm放大器Gmv的非反相輸入端子(+)及電容元件30v的一個電極。
另外，在期間T1，信號SEL的電位保持高位準，因此多工器MUX3選擇從誤差放大器EAc輸出的電 位。該電位從輸出端子OUT被輸出。注意，從誤差放大器EAc輸出的電位在開始期間T1之後隨著時間的推移而被校正以逐漸地從電位VREFH向電位Veac變化。因此，從輸出端子OUT輸出的電位也開始期間T1之後隨著時間的推移而逐漸地從電位VREFH向電位Veac變化。
在期間T2，信號DOCV1及信號DOCC1的電位保持高位準，因此開關34v及開關34c保持導通狀態。信號DOCC3的電位保持低位準，因此多工器MUX1選擇節點A的電位ISENCE。該電位ISENCE作為電流信號供應到誤差放大器EAc的非反相輸入端子(+)，誤差放大器EAc放大該電流信號。
另外，信號DOCC3的電位保持低位準，因此多工器MUX2選擇從誤差放大器EAv輸出的電位。
另外，在期間T2，信號DOCC2的電位成為高位準，開關28c及開關29c成為導通狀態。從誤差放大器EAc輸出的電位Veac經由開關28c供應到Gm放大器Gmc的非反相輸入端子(+)及電容元件30c的一個電極。由多工器MUX2選擇的從誤差放大器EAv輸出的電位經由開關29c供應到Gm放大器Gmc的反相輸入端子(-)及電容元件31c的一個電極。
Gm放大器Gmc產生用來使從誤差放大器EAc輸出的電位接近從誤差放大器EAv輸出的電位的校正信號。該校正信號經由開關34c供應到誤差放大器EAc的電源端子。
此外，在期間T2，信號DOCV2的電位成為低位準，開關28v及開關29v成為關閉狀態。因此，在期間T1供應到電容元件30v的一個電極的電位在期間T2保持在電容元件30v中，在期間T1供應到電容元件31v的一個電極的電位在期間T2保持在電容元件31v中。因此，在期間T1從Gm放大器Gmv輸出的校正信號在期間T2還經由開關34v供應到誤差放大器EAv的電源端子。
在期間T2，信號SH的電位成為低位準，開關33成為關閉狀態。其結果，電位VSENCE作為信號INP供應到誤差放大器EAv的非反相輸入端子(+)，對節點A的電位加上保持在電容元件32中的電位差的電位作為信號INN供應到反相輸入端子(-)。其結果，信號INP與信號INN的電位差越大，從誤差放大器EAv輸出的電壓信號的電位與電位Veac的電位差越大；信號INP與信號INN的電位差越小，從誤差放大器EAv輸出的電壓信號的電位與電位Veac的電位差越小。
在期間T2，信號SEL的電位成為低位準，多工器MUX3選擇從誤差放大器EAv輸出的電位。該電位從輸出端子OUT被輸出。
在期間T3，進行與期間T1同樣的工作，在期間T4，進行與期間T2同樣的工作。
〈功率轉換電路的結構實例〉
接著，對功率轉換電路15的與圖3不同的結構的一 個例子進行說明。
圖10示出具有對輸入電壓進行升壓的功能的功率轉換電路15的結構實例。明確而言，圖10所示的功率轉換電路15包括緩衝器38、電容元件39、電感器40、二極體41以及電晶體42。從圖3所示的驅動電路20的輸出端子供應到功率轉換電路15的信號經由緩衝器38作為信號GS供應到電晶體42的閘極。電晶體42根據信號GS控制二極體41的陰極及電感器40的一個端子與被供應接地電位等指定電位的佈線之間的導通狀態。二極體41的陽極電連接到電容元件39的一個電極。電感器40的另一個端子被供應來自電源16的輸入電壓。電容元件39的另一個電極電連接到被供應指定電位的佈線。
電容元件39的一個電極電連接到圖3所示的電壓檢測電路13中的電阻元件25的另一個端子及負載11。
在圖10所示的功率轉換電路15中，當使電晶體42導通時，電感器40產生電動勢。電動勢而施加的電壓及電感器40決定流過電感器40的電流。此後，當使電晶體42關閉時，在電感器40中產生妨礙上述電流的變化的方向(即，與在使電晶體42導通時產生的電動勢相反的方向)上的電動勢。因此，電感器40的一對端子之間產生對應於在使電晶體42導通時流過電感器40的電流的電壓。流過電感器40的電流由產生在端子之間的電壓維持。換而言之，在使電晶體42關閉時，形成經由電感 器40及二極體41的電流路徑，在電感器40中維持上述電流。此時，對施加到電感器40的另一個端子的電位加上產生在電感器40的端子之間的電壓的電位被供應到電容元件39的一個電極。供應到電容元件39的一個電極的上述電位保持在電容元件39中。
注意，電晶體42處於導通狀態的期間的比例越高，保持在電容元件39中的電位越高。與此相反，電晶體42處於導通狀態的期間的比例越低，保持在電容元件39中的電位越低，而接近電感器40的一個端子的電位。
〈半導體裝置的結構實例〉
接著，對使用本發明的一個實施例的直流對直流轉換器的半導體裝置的結構實例進行說明。
圖11A示出半導體裝置的一種的發光裝置50的一個實施例。圖11A所示的發光裝置50包括相當於電源16的一個例子的交流電源16a、開關51、整流電路52、直流對直流轉換器10以及相當於負載11的一個例子的發光元件11a。由整流電路52及直流對直流轉換器10構成電源電路。
明確而言，在圖11A所示的發光裝置50中，將來自交流電源16a的交流電壓經由開關51供應到整流電路52，並將其整流。然後，將藉由整流而得到的直流電壓輸入直流對直流轉換器10，調整其電壓值並輸出。 當直流對直流轉換器10所輸出的電壓施加到發光元件11a時，發光元件11a發光。作為發光元件11a可以使用發光二極體(LED)、有機發光元件(OLED)等各種光源。
雖然圖11A示出將交流電源16a用於電源16的發光裝置50的結構，但是本發明的一個實施例不限於此。作為電源，也可以使用直流電源代替交流電源。注意，當使用直流電源時，不需要設置整流電路52。
另外，雖然圖11A示出具有作為電源16的交流電源16a的發光裝置50的結構，但是本發明的一個實施例的發光裝置不一定需要包括電源作為構成要素。
圖11B示出半導體裝置的一種的太陽能電池53的一個實施例。
圖11B所示的太陽能電池53包括相當於電源16的一個例子的光電二極體16b、開關55、電容元件54、直流對直流轉換器10。
明確而言，在圖11B所示的太陽能電池53中，當受到光時光電二極體16b產生電壓。在上述電壓被電容元件54平滑之後經由開關55被輸入到直流對直流轉換器10。在直流對直流轉換器10中，調節被輸入的電壓的值並輸出。
<半導體裝置的剖面結構的例子>
圖12示出圖3所示的直流對直流轉換器10的剖面結構的一個例子。圖12示出校正電路19的用作開關28的 電晶體28t、電容元件30、用於Gm放大器Gmv的電晶體70的剖面圖。圖12示出電容元件30以及在氧化物半導體膜中具有通道形成區的電晶體28t形成於在單晶矽基板中具有通道形成區的電晶體70上的例子。
電晶體70可以在非晶、微晶、多晶或單晶的矽或鍺等的半導體膜或半導體基板中具有通道形成區。或者，電晶體70也可以在氧化物半導體膜或氧化物半導體基板中具有通道形成區。當所有電晶體在氧化物半導體膜或氧化物半導體基板中具有通道形成區時，可以不將電晶體28t層疊於電晶體70上而在同一個層中形成電晶體28t和電晶體70。
當使用矽薄膜形成電晶體70時，作為該薄膜可以使用：利用電漿CVD法等氣相沉積法或濺射法形成的非晶矽；利用雷射退火等處理使非晶矽晶化而形成的多晶矽；或者藉由對單晶矽晶圓注入氫離子等來使表層部剝離而得到的單晶矽等。
形成有電晶體70的半導體基板601例如可以使用矽基板、鍺基板、矽鍺基板等。圖12示出將單晶矽基板用於半導體基板601的例子。
電晶體70利用元件分離法被電隔離。作為元件分離法，可以使用矽的局部氧化(LOCOS：Local Oxidation of Silicon)法或溝槽分離法(STI法：Shallow Trench Isolation)等。圖12示出利用溝槽分離法使電晶體70電隔離時的例子。明確而言，圖12例示出在半導體 基板601中利用蝕刻等形成溝槽之後，藉由將包含氧化矽等的絕緣物埋入在該溝槽中而形成元件分離區610，來使電晶體70元件分離的情況。
在電晶體70上設置有絕緣膜611。在絕緣膜611中形成有開口部。並且，在該開口部中形成有分別電連接到電晶體70的源極及汲極的導電膜625及導電膜626。
並且，導電膜625與形成在絕緣膜611上的導電膜634電連接，導電膜626與形成在絕緣膜611上的導電膜635電連接。
在導電膜634及導電膜635上形成有絕緣膜612。在絕緣膜612中形成有開口部，在該開口部中形成有電連接到導電膜634的導電膜636。導電膜636與形成在絕緣膜612上的導電膜651電連接。
在導電膜651上形成有絕緣膜613。在絕緣膜613中形成有開口部，在上述開口部中形成有電連接到導電膜651的導電膜652。導電膜652與形成在絕緣膜613上的導電膜653電連接。此外，在絕緣膜613上還形成有導電膜644。
在導電膜653及導電膜644上形成有絕緣膜661。在圖12中，在絕緣膜661上形成有電晶體28t及電容元件30。
電晶體28t包括：絕緣膜661上的包含氧化物半導體的半導體膜701；半導體膜701上的被用作源極或 汲極的導電膜721及導電膜722；半導體膜701、導電膜721及導電膜722上的閘極絕緣膜662；以及位於閘極絕緣膜662上且在導電膜721與導電膜722之間重疊於半導體膜701的閘極電極731。另外，導電膜721及導電膜722在設置於絕緣膜661中的開口部中分別電連接到導電膜644及導電膜653。
在電晶體28t中，在半導體膜701中的重疊於導電膜721的區域與重疊於閘極電極731的區域之間存在有區域710。另外，在電晶體28t中，在半導體膜701中的重疊於導電膜722的區域與重疊於閘極電極731的區域之間存在有區域711。藉由以導電膜721、導電膜722及閘極電極731為遮罩對區域710及區域711添加氬、對半導體膜701賦予p型導電型的雜質或者對半導體膜701賦予n型導電型的雜質，可以使區域710及區域711的電阻率低於半導體膜701中的重疊於閘極電極731的區域。
電容元件30包括絕緣膜661上的導電膜654、與導電膜654重疊的閘極絕緣膜662、隔著閘極絕緣膜662與導電膜654重疊的導電膜655。藉由在絕緣膜661上形成導電膜並將其加工為所希望的形狀，可以在形成導電膜722的同時形成導電膜654。藉由在閘極絕緣膜662上形成導電膜並將其加工為所希望的形狀，可以在形成閘極電極731的同時形成導電膜655。
在電晶體28t及電容元件30上設置有絕緣膜663。
雖然在圖12中電晶體28t在半導體膜701的至少一個表面一側具有閘極電極731即可，但是電晶體28t也可以具有中間夾有半導體膜701的一對閘極電極。
在電晶體28t具有中間夾有半導體膜701的一對閘極電極的情況下，可以對一個閘極電極供應用來控制導通狀態或非導通狀態的信號，並對另一個閘極電極施加來自外部的電位。在此情況下，既可以對一對閘極電極施加相同位準的電位，又可以只對另一個閘極電極施加接地電位等固定電位。藉由控制對另一個閘極電極施加的電位位準，可以控制電晶體的臨界電壓。
圖12例示出電晶體28t具有單閘極結構的情況，即包括對應於一個閘極電極731的一個通道形成區。但是，電晶體28t也可以具有多閘極結構，其中藉由具有彼此電連接的多個閘極電極，在一個活性層中具有多個通道形成區。
<電晶體>
下面，對在氧化物半導體膜中具有通道形成區的電晶體90的結構實例進行說明。
圖13A至圖13C示出在氧化物半導體膜中具有通道形成區的電晶體90的結構的一個例子。圖13A示出電晶體90的俯視圖。注意，在圖13A中，為了明確地示出電晶體90的佈局，省略了各種絕緣膜。此外，圖13B示出沿著圖13A所示的俯視圖的點劃線A1-A2的剖 面圖，圖13C示出沿著點劃線A3-A4的剖面圖。
如圖13A至圖13C所示，電晶體90包括：在形成於基板97上的絕緣膜91上依次層疊的氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92b；電連接於氧化物半導體膜92b且被用作源極電極或汲極電極的導電膜93及導電膜94；氧化物半導體膜92b、導電膜93及導電膜94上的氧化物半導體膜92c；被用作閘極絕緣膜且位於氧化物半導體膜92c上的絕緣膜95；以及被用作閘極電極且隔著絕緣膜95與氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c重疊的導電膜96。另外，基板97既可以是玻璃基板或半導體基板等，又可以是在玻璃基板或半導體基板上形成有半導體元件的元件基板。
圖14A至圖14C示出電晶體90的具體結構的其他的一個例子。圖14A示出電晶體90的俯視圖。注意，在圖14A中，為了明確地示出電晶體90的佈局，省略了各種絕緣膜。此外，圖14B示出沿著圖14A所示的俯視圖的點劃線A5-A6的剖面圖，圖14C示出沿著點劃線A7-A8的剖面圖。
如圖14A至圖14C所示，電晶體90包括：在絕緣膜91上依次層疊的氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c；電連接於氧化物半導體膜92c且被用作源極電極或汲極電極的導電膜93及導電膜94；被用作閘極絕緣膜且位於氧化物半導體膜92c、導電膜93及導電膜94上的絕緣膜95；以及被用作閘極電極且隔著絕緣膜95與 氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c重疊的導電膜96。
在圖13A至圖14C中，示出包括層疊的氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c的電晶體90的結構。電晶體90所包括的氧化物半導體膜不限於具有包括多個氧化物半導體膜的疊層結構，還可以具有單層結構。
當電晶體90包括氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c被依次層疊的半導體膜時，氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92c為如下氧化物膜：在其構成要素中包含至少一個構成氧化物半導體膜92b的金屬元素，並且其傳導帶底的能量比氧化物半導體膜92b離真空能階近0.05eV以上、0.07eV以上、0.1eV以上或0.15eV以上，且2eV以下、1eV以下、0.5eV以下或0.4eV以下。並且，氧化物半導體膜92b較佳為至少包含銦，因為載子移動率變高。
在電晶體90具有上述結構的半導體膜的情況下，藉由對閘極電極施加電壓，就可以在對半導體膜施加電場時使通道區形成在半導體膜中的傳導帶底的能量最小的氧化物半導體膜92b中。也就是說，因為在氧化物半導體膜92b與絕緣膜95之間設置有氧化物半導體膜92c，因此可以在與絕緣膜95分開的氧化物半導體膜92b中形成通道區。
另外，由於氧化物半導體膜92c在其構成要素中包含至少一個構成氧化物半導體膜92b的金屬元素， 因此在氧化物半導體膜92b與氧化物半導體膜92c的介面處不容易發生介面散射。因此，在該介面處載子的移動不容易被阻礙，所以電晶體90的場效移動率變高。
另外，當在氧化物半導體膜92b與氧化物半導體膜92a的介面處形成介面能階時，由於在介面附近的區域中也會形成通道區，因此電晶體90的臨界電壓變動。但是，由於氧化物半導體膜92a在其構成要素中包含至少一個構成氧化物半導體膜92b的金屬元素，因此在氧化物半導體膜92b與氧化物半導體膜92a的介面處不容易形成介面能階。因此，藉由採用上述結構可以減少電晶體90的臨界電壓等的電特性的偏差。
另外，較佳的是，以不使因氧化物半導體膜間的雜質的存在而在各膜的介面形成有阻礙載子移動的介面能階的方式將多個氧化物半導體膜層疊。這是因為，當被層疊的氧化物半導體膜的膜間存在雜質時，氧化物半導體膜間的傳導帶底的能量失去連續性，於是在介面附近，載子被俘獲或因再結合而消失。藉由減少膜間的雜質，與將作為主成分至少包含相同一種金屬的多個氧化物半導體膜單純地層疊相比，更容易形成連續接合(這裡尤其是指具有傳導帶底的能量在各膜之間連續地變化的U字型井結構的狀態)。
為了形成連續接合，需要使用具備負載鎖定室的多室成膜裝置(濺射裝置)在不使各膜暴露於大氣的情況下連續地層疊。在濺射裝置中的各處理室中，為了儘 可能地去除成為氧化物半導體的雜質的水等，較佳為使用如低溫泵的吸附式真空排氣泵進行高真空排氣(5×10-7Pa至1×10-4Pa左右)。或者，較佳為組合渦輪分子泵與冷阱使氣體不從排氣系統倒流到處理室內。
為了得到高純度的本質氧化物半導體，對各處理室不僅進行高真空排氣，還需要將用於濺射的氣體高度純化。藉由將用作上述氣體的氧氣體或氬氣體的露點設定為-40℃以下，較佳為-80℃以下，更佳為-100℃以下，實現氣體的高度純化，可以儘可能地防止水分等混入氧化物半導體膜。明確而言，當氧化物半導體膜92b是In-M-Zn氧化物(M是Ga、Y、Zr、La、Ce或Nd等)，並且用於形成氧化物半導體膜92b的靶材中的金屬元素的原子數比為In：M：Zn=x1：y1：z1時，x1/y1較佳為1/3以上且6以下，更佳為1以上且6以下，z1/y1較佳為1/3以上且6以下，更佳為1以上且6以下。另外，藉由將z1/y1設定為1以上且6以下，作為氧化物半導體膜92b容易形成CAAC-OS膜。作為靶材的金屬元素的原子數比的典型例子，有In：M：Zn=1：1：1、In：M：Zn=3：1：2等。
明確而言，當氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92c為In-M-Zn氧化物(M為Ga、Y、Zr、La、Ce或Nd)時，在用來形成氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92c的靶材中的金屬元素的原子數比為In：M：Zn=x2：y2：z2的情況下，較佳的是，x2/y2<x1/y1，z2/y2是1/3以上且6以下，更佳的是1以上且6以下。另外，藉 由將z2/y2設定為1以上且6以下，作為氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92c容易形成CAAC-OS膜。作為靶材的金屬元素的原子數比的典型例子，有In：M：Zn=1：3：2、In：M：Zn=1：3：4、In：M：Zn=1：3：6、In：M：Zn=1：3：8等。
氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92c的厚度為3nm以上且100nm以下，較佳為3nm以上且50nm以下。此外，氧化物半導體膜92b的厚度為3nm以上且200nm以下，較佳為3nm以上且100nm以下，更佳為3nm以上且50nm以下。
在三層結構的半導體膜中，氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c既可以是非晶又可以是結晶。但是，由於當形成有通道區的氧化物半導體膜92b是結晶時可以對電晶體90賦予穩定的電特性，因此氧化物半導體膜92b較佳是結晶。
注意，通道形成區是指在電晶體90的半導體膜中與閘極電極重疊且被源極電極和汲極電極夾持的區域。另外，通道區是指在通道形成區中電流主要流動的區域。
例如，當作為氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92c，使用由濺射法形成的In-Ga-Zn氧化物膜時，可以使用In-Ga-Zn氧化物(In：Ga：Zn=1：3：2[原子數比])的靶材形成氧化物半導體膜92a及氧化物半導體膜92c。例如，可以採用如下成膜條件：作為成膜氣體 使用30sccm的氬氣體和15sccm的氧氣體，將壓力設定為0.4Pa，並使基板溫度為200℃，DC電力為0.5kW。
另外，當作為氧化物半導體膜92b使用CAAC-OS膜時，較佳為使用包含In-Ga-Zn氧化物(In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比])的多晶靶材形成氧化物半導體膜92b。例如，可以採用如下成膜條件：作為成膜氣體使用30sccm的氬氣體和15sccm的氧氣體，將壓力設定為0.4Pa，並使基板溫度為300℃，DC電力為0.5kW。
雖然氧化物半導體膜92a至92c可以利用濺射法形成，但是也可以利用熱CVD法等其他方法形成。作為熱CVD法的例子，可以舉出MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積)法或ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沉積)法。
因為藉由減少成為電子施體(施體)的水分或氫等雜質且減少氧缺陷來實現高度純化的氧化物半導體(purified Oxide Semiconductor)具有較少的載子發生源，因此該氧化物半導體可以是i型(本質半導體)或無限趨近於i型。因此，在被高度純化的氧化物半導體膜中具有通道形成區的電晶體的關態電流極小且可靠性高。並且，在該氧化物半導體膜中形成有通道形成區的電晶體容易具有正值臨界電壓的電特性(也稱為常關閉(normally-off)特性)。
明確而言，根據各種實驗可以證明在被高度純化的氧化物半導體膜中具有通道形成區的電晶體的關態 電流小。例如，通道寬度為1×106μm且通道長度為10μm的元件也可以在源極電極與汲極電極之間的電壓(汲極電壓)為1V至10V的範圍內獲得關態電流為半導體參數分析儀的測量極限以下，即1×10-13A以下的特性。在此情況下，可知以電晶體的通道寬度標準化的關態電流為100zA/μm以下。此外，在電路中將電容元件與電晶體連接且由該電晶體控制流入電容元件或從電容元件流出的電荷，並藉由使用該電路來測量關態電流。在該測量時，將被高度純化的氧化物半導體膜用於上述電晶體的通道形成區，且根據電容元件的每單位時間的電荷量變化來測量該電晶體的關態電流。其結果是，可知當電晶體的源極電極與汲極電極之間的電壓為3V時，可以獲得更小的關態電流，即幾十yA/μm。由此，將被高度純化的氧化物半導體膜用於通道形成區的電晶體的關態電流比使用具有結晶性的矽的電晶體的關態電流要小得多。
另外，當作為半導體膜使用氧化物半導體膜時，氧化物半導體較佳為至少包含銦(In)或鋅(Zn)。另外，作為降低使用該氧化物半導體的電晶體的電特性的不均勻的穩定劑，除了上述元素以外較佳為還包含鎵(Ga)。此外，作為穩定劑較佳為包含錫(Sn)。此外，作為穩定劑較佳為包含鉿(Hf)。此外，作為穩定劑較佳為包含鋁(Al)。此外，作為穩定劑較佳為包含鋯(Zr)。
在氧化物半導體中，In-Ga-Zn氧化物、In-Sn- Zn氧化物等與碳化矽、氮化鎵或氧化鎵不同，可以藉由濺射法或濕處理製造電特性優良的電晶體，並具有容易量產等優點。此外，與使用碳化矽、氮化鎵或氧化鎵的情況不同，在使用上述In-Ga-Zn氧化物的情況下，可以在玻璃基板上製造電特性優良的電晶體。此外，還可以應對基板的大型化。
此外，作為其他穩定劑，也可以包含鑭系元素的鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、鎦(Lu)中的一種或多種。
例如，作為氧化物半導體，可以使用：氧化銦、氧化鎵、氧化錫、氧化鋅、In-Zn氧化物、Sn-Zn氧化物、Al-Zn氧化物、Zn-Mg氧化物、Sn-Mg氧化物、In-Mg氧化物、In-Ga氧化物、In-Ga-Zn氧化物(也稱為IGZO)、In-Al-Zn氧化物、In-Sn-Zn氧化物、Sn-Ga-Zn氧化物、Al-Ga-Zn氧化物、Sn-Al-Zn氧化物、In-Hf-Zn氧化物、In-La-Zn氧化物、In-Pr-Zn氧化物、In-Nd-Zn氧化物、In-Ce-Zn氧化物、In-Sm-Zn氧化物、In-Eu-Zn氧化物、In-Gd-Zn氧化物、In-Tb-Zn氧化物、In-Dy-Zn氧化物、In-Ho-Zn氧化物、In-Er-Zn氧化物、In-Tm-Zn氧化物、In-Yb-Zn氧化物、In-Lu-Zn氧化物、In-Sn-Ga-Zn氧化物、In-Hf-Ga-Zn氧化物、In-Al-Ga-Zn氧化物、In-Sn-Al-Zn氧化物、In-Sn-Hf-Zn氧化物、In-Hf-Al-Zn氧化 物。
注意，例如，In-Ga-Zn氧化物是指包含In、Ga和Zn的氧化物，而對In、Ga、Zn的比率沒有限制。另外，也可以包含In、Ga、Zn以外的金屬元素。In-Ga-Zn氧化物在無電場時的電阻足夠高而能夠充分地降低關態電流且移動率也高。
例如，使用In-Sn-Zn氧化物比較容易得到高移動率。但是，在使用In-Ga-Zn氧化物時，也可以藉由降低塊體內缺陷密度而提高移動率。
另外，在電晶體90中，根據用於源極電極及汲極電極的導電材料，有時源極電極及汲極電極中的金屬會抽出氧化物半導體膜中的氧。此時，氧化物半導體膜中的接觸於源極電極及汲極電極的區域由於氧缺陷的形成而成為n型。因為成為n型的區域被用作源極區或汲極區，所以可以降低氧化物半導體膜與源極電極及汲極電極之間的接觸電阻。因此，藉由形成n型的區域，可以增大電晶體90的移動率及通態電流，從而可以實現使用電晶體90的半導體裝置的高速工作。
源極電極及汲極電極中的金屬所引起的氧的抽出有可能在利用濺射法等形成源極電極及汲極電極時發生，還有可能在形成源極電極及汲極電極之後進行的加熱處理時發生。另外，藉由將容易與氧鍵合的導電材料用於源極電極及汲極電極更容易形成n型的區域。作為上述導電材料，例如可以舉出Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W 等。
當將包括層疊的多個氧化物半導體膜的半導體膜用於電晶體90時，為了增大電晶體90的移動率及通態電流以實現半導體裝置的更高速的工作，n型的區域較佳為到達用作通道區的氧化物半導體膜92b。
絕緣膜91較佳為具有藉由加熱將上述氧的一部分供應到氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c的功能。此外，較佳為絕緣膜91中的缺陷少，典型的是，藉由ESR測量所得到的起因於矽的懸空鍵的g=2.001的自旋密度較佳為1×1018spins/cm3以下。
由於絕緣膜91具有藉由加熱將上述氧的一部分供應到氧化物半導體膜92a至氧化物半導體膜92c的功能，因此絕緣膜91較佳為氧化物，例如可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化矽、氧氮化矽、氮氧化矽、氧化鎵、氧化鍺、氧化釔、氧化鋯、氧化鑭、氧化釹、氧化鉿及氧化鉭等。絕緣膜91可以利用電漿CVD(Chemical Vapor Deposition)法或濺射法等形成。
注意，在本說明書中，“氧氮化物”是指在其組成中氧含量多於氮含量的材料，而“氮氧化物”是指在其組成中氮含量多於氧含量的材料。
另外，圖13A至圖14C所示的電晶體90具有如下結構：在形成有通道區的氧化物半導體膜92b的端部中不與導電膜93及導電膜94重疊的端部(換言之，位於不同於導電膜93及導電膜94所在的區域的端部)與導電 膜96重疊。在用來形成氧化物半導體膜92b的端部的蝕刻中該端部暴露於電漿時，從蝕刻氣體產生的氯自由基、氟自由基等容易與構成氧化物半導體的金屬元素鍵合。因此，在氧化物半導體膜的端部中，與該金屬元素鍵合的氧處於容易脫離的狀態，所以容易形成氧缺陷而成為n型。然而，在圖13A至圖14C所示的電晶體90中，由於不與導電膜93及導電膜94重疊的氧化物半導體膜92b的端部與導電膜96重疊，因此藉由控制導電膜96的電位可以控制施加於該端部的電場。因此，可以由供應到導電膜96的電位控制藉由氧化物半導體膜92b的端部流動在導電膜93與導電膜94之間的電流。將這種電晶體90的結構稱為Surrounded Channel(S-Channel：圍繞通道)結構。
明確而言，若採用S-Channel結構，當將使電晶體90關閉的電位供應到導電膜96時，可以使藉由該端部流動在導電膜93與導電膜94之間的關態電流較小。因此，在電晶體90中，即使為了得到大通態電流而縮短通道長度，其結果是，氧化物半導體膜92b的端部的導電膜93與導電膜94之間的長度變短，也可以降低電晶體90的關態電流。因此，在電晶體90中，藉由縮短通道長度，在處於導通狀態時可以得到較大的通態電流，在處於關閉狀態時可以降低關態電流。
明確而言，若採用S-Channel結構，當將使電晶體90導通的電位供應到導電膜96時，可以使藉由該端部流動在導電膜93與導電膜94之間的電流較大。該電流 有助於電晶體90的場效移動率和通態電流的增大。並且，藉由使氧化物半導體膜92b的端部與導電膜96重疊，載子不僅在近於絕緣膜95的氧化物半導體膜92b的介面附近流動，還在氧化物半導體膜92b中的較廣的範圍內流動，所以電晶體90中的載子的移動量增加。其結果是，電晶體90的通態電流增大且場效移動率增高，典型的是，場效移動率為10cm2/V．s以上，進一步為20cm2/V．s以上。注意，在此的場效移動率是電晶體的飽和區域中的電流驅動力的指標，即外觀上的場效移動率，而不是作為氧化物半導體膜的物理性質的移動率的近似值。
下面說明氧化物半導體膜的結構。
在本說明書中，“平行”是指在-10°以上且10°以下的角度的範圍中配置兩條直線的狀態。因此也包括-5°以上且5°以下的角度的狀態。此外，“大致平行”是指在-30°以上且30°以下的角度的範圍中配置兩條直線的狀態。另外，“垂直”是指在80°以上且100°以下的角度的範圍中配置兩條直線的狀態。因此也包括85°以上且95°以下的角度的狀態。此外，“大致垂直”是指在60°以上且120°以下的角度的範圍中配置兩條直線的狀態。
在本說明書中，六方晶系包括三方晶系和菱方晶系。
氧化物半導體被分為非單晶氧化物半導體和單晶氧化物半導體。或者，氧化物半導體例如被分為結晶 氧化物半導體和非晶氧化物半導體。
作為非單晶氧化物半導體可以舉出CAAC-OS(C-Axis Aligned Crystalline Oxide Semiconductor：c軸配向結晶氧化物半導體)、多晶氧化物半導體、微晶氧化物半導體和非晶氧化物半導體等。另外，作為結晶氧化物半導體可以舉出單晶氧化物半導體、CAAC-OS、多晶氧化物半導體和微晶氧化物半導體等。
首先，對CAAC-OS膜進行說明。
CAAC-OS膜是包含多個呈c軸配向的結晶部的氧化物半導體膜之一。
藉由利用穿透式電子顯微鏡(TEM：Transmission Electron Microscope)觀察CAAC-OS膜的明視野像及繞射圖案的複合分析影像(也稱為高解析度TEM影像)，可以確認到多個結晶部。另一方面，在高解析度TEM影像中，觀察不到結晶部與結晶部之間的明確的邊界，即晶界(grain boundary)。因此，在CAAC-OS膜中，不容易發生起因於晶界的電子移動率的降低。
根據從大致平行於樣本面的方向觀察的CAAC-OS膜的剖面的高解析度TEM影像可知在結晶部中金屬原子排列為層狀。各金屬原子層具有反映著其上形成CAAC-OS膜的面(也稱為被形成面)或CAAC-OS膜的頂面的凹凸的形狀並以平行於CAAC-OS膜的被形成面或頂面的方式排列。
另一方面，根據從大致垂直於樣本面的方向 觀察的CAAC-OS膜的平面的高解析度TEM影像可知在結晶部中金屬原子排列為三角形狀或六角形狀。但是，在不同的結晶部之間金屬原子的排列沒有規律性。
使用X射線繞射(XRD：X-Ray Diffraction)裝置對CAAC-OS膜進行結構分析。例如，當利用out-of-plane法分析包括InGaZnO4結晶的CAAC-OS膜時，在繞射角(2θ)為31°附近時常出現峰值。由於該峰值來源於InGaZnO4結晶的(009)面，由此可知CAAC-OS膜中的結晶具有c軸配向性，並且c軸朝向大致垂直於CAAC-OS膜的被形成面或CAAC-OS膜的頂面的方向。
注意，當利用out-of-plane法分析包括InGaZnO4結晶的CAAC-OS膜時，除了在2θ為31°附近的峰值之外，有時還在2θ為36°附近觀察到峰值。2θ為36°附近的峰值意味著CAAC-OS膜的一部分中含有不具有c軸配向性的結晶。較佳的是，在CAAC-OS膜中在2θ為31°附近時出現峰值而在2θ為36°附近時不出現峰值。
CAAC-OS膜是雜質濃度低的氧化物半導體膜。雜質是指氫、碳、矽、過渡金屬元素等氧化物半導體膜的主要成分以外的元素。尤其是，矽等元素因為其與氧的結合力比構成氧化物半導體膜的金屬元素與氧的結合力更強而成為因從氧化物半導體膜奪取氧而打亂氧化物半導體膜的原子排列使得結晶性降低的主要因素。此外，鐵或鎳等重金屬、氬、二氧化碳等因為其原子半徑(分子半徑)大而在包含在氧化物半導體膜內部時成為打亂氧化物 半導體膜的原子排列使得結晶性降低的主要因素。注意，包含在氧化物半導體膜中的雜質有時成為載子陷阱或載子發生源。
此外，CAAC-OS膜是缺陷態密度低的氧化物半導體膜。例如，氧化物半導體膜中的氧缺陷有時成為載子陷阱或者藉由俘獲氫而成為載子發生源。
將雜質濃度低且缺陷態密度低(氧缺陷的個數少)的狀態稱為“高純度本質”或“實質上高純度本質”。高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜具有較少的載子發生源，因此可以具有較低的載子密度。因此，使用該氧化物半導體膜的電晶體很少具有負臨界電壓的電特性(也稱為常導通(normally-on)特性)。此外，高純度本質或實質上高純度本質的氧化物半導體膜具有較少的載子陷阱。因此，使用該氧化物半導體膜的電晶體的電特性變動小，而成為高可靠性電晶體。此外，被氧化物半導體膜的載子陷阱俘獲的電荷到被釋放需要長時間，有時像固定電荷那樣動作。因此，使用雜質濃度高且缺陷態密度高的氧化物半導體膜的電晶體的電特性有時不穩定。
在使用CAAC-OS膜的電晶體中，起因於可見光或紫外光的照射的電特性的變動小。
接下來，說明微晶氧化物半導體膜。
在微晶氧化物半導體膜的高解析度TEM影像中有觀察到結晶部的區域及觀察不到明確的結晶部的區域。微晶氧化物半導體膜中含有的結晶部的尺寸大多為1nm 以上且100nm以下，或1nm以上且10nm以下。尤其是，將具有尺寸為1nm以上且10nm以下或1nm以上且3nm以下的微晶的奈米晶(nc：nanocrystal)的氧化物半導體膜稱為nc-OS(nanocrystalline Oxide Semiconductor：奈米晶氧化物半導體)膜。另外，例如在nc-OS膜的高解析度TEM影像中，有時觀察不到明確的晶界。
nc-OS膜在微小區域(例如1nm以上且10nm以下的區域，特別是1nm以上且3nm以下的區域)中其原子排列具有週期性。另外，nc-OS膜在不同的結晶部之間觀察不到晶體配向的規律性。因此，在膜整體上觀察不到配向性。所以，有時nc-OS膜在某些分析方法中與非晶氧化物半導體膜沒有差別。例如，在藉由利用使用其束徑比結晶部大的X射線的XRD裝置的out-of-plane法對nc-OS膜進行結構分析時，檢測不出表示結晶面的峰值。此外，在對nc-OS膜進行使用其束徑比結晶部大(例如，50nm以上)的電子射線的電子繞射(選區電子繞射)時，觀察到類似光暈圖案的繞射圖案。另一方面，在對nc-OS膜進行使用其束徑近於結晶部或者比結晶部小的電子射線的奈米束電子繞射時，觀察到斑點。另外，在nc-OS膜的奈米束電子繞射圖案中，有時觀察到如圓圈那樣的(環狀的)亮度高的區域。而且，在nc-OS膜的奈米束電子繞射圖案中，有時還觀察到環狀的區域內的多個斑點。
nc-OS膜是其規律性比非晶氧化物半導體膜高 的氧化物半導體膜。因此，nc-OS膜的缺陷態密度比非晶氧化物半導體膜低。但是，nc-OS膜在不同的結晶部之間觀察不到晶體配向的規律性。所以，nc-OS膜的缺陷態密度比CAAC-OS膜高。
接著，對非晶氧化物半導體膜進行說明。
非晶氧化物半導體膜是具有無序的原子排列並不具有結晶部的氧化物半導體膜。其一個例子為具有如石英那樣的無定形態的氧化物半導體膜。
在非晶氧化物半導體膜的高解析度TEM影像中，觀察不到結晶部。
使用XRD裝置對非晶氧化物半導體膜進行結構分析。當利用out-of-plane法分析時，檢測不到表示結晶面的峰值。另外，在非晶氧化物半導體膜的電子繞射圖案中，觀察到光暈圖案。另外，在非晶氧化物半導體膜的奈米束電子繞射圖案中，觀察不到斑點，而觀察到光暈圖案。
此外，氧化物半導體膜有時具有呈現nc-OS膜與非晶氧化物半導體膜之間的物性的結構。將具有這種結構的氧化物半導體膜特別稱為amorphous-like氧化物半導體(a-like OS：amorphous-like Oxide Semiconductor)膜。
在a-like OS膜的高解析度TEM影像中，有時觀察到空洞(也稱為空隙)。此外，在a-like OS膜的高解析度TEM影像中，有明確地確認到結晶部的區域及 確認不到結晶部的區域。有時TEM觀察中的微量的電子照射引起a-like OS膜的晶化，由此發生結晶部的生長。另一方面，若是優質的nc-OS膜，則幾乎沒有TEM觀察中的微量的電子照射所引起的晶化。
此外，a-like OS膜及nc-OS膜的結晶部的尺寸可以使用高解析度TEM影像測量。例如，InGaZnO4結晶具有層狀結構，在In-O層之間具有兩個Ga-Zn-O層。InGaZnO4結晶的單位晶格具有包括三個In-O層和六個Ga-Zn-O層的九個層在c軸方向上以層狀層疊的結構。因此，這些彼此相鄰的層之間的間隔與(009)面的晶格表面間隔(也稱為d值)大致相等，由結晶結構分析求出其值為0.29nm。因此，重點觀察高解析度TEM影像中的晶格條紋，在晶格條紋的間隔為0.28nm以上且0.30nm以下的部分中，每一個晶格條紋對應於InGaZnO4結晶的a-b面。
另外，有時氧化物半導體膜的密度因結構而不同。例如，當已知某個氧化物半導體的組成時，藉由對該氧化物半導體膜的密度與具有與該氧化物半導體膜相同組成的單晶氧化物半導體膜的密度進行比較，可以估計該氧化物半導體膜的結構。例如，a-like OS膜密度為單晶氧化物半導體膜的密度的78.6%以上且低於92.3%。另外，例如nc-OS膜密度及CAAC-OS膜密度為單晶氧化物半導體膜的密度的92.3%以上且低於100%。注意，形成其密度低於單晶氧化物半導體膜的78%的氧化物半導體膜 是很困難的。
使用具體例子對上述內容進行說明。例如，在滿足In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比]的氧化物半導體膜中，具有菱方晶系結構的單晶InGaZnO4的密度為6.357g/cm3。因此，例如在滿足In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比]的氧化物半導體膜中，a-like OS膜的密度為5.0g/cm3以上且低於5.9/cm3。另外，例如在滿足In：Ga：Zn=1：1：1[原子數比]的氧化物半導體膜中，nc-OS膜的密度以及CAAC-OS膜的密度為5.9g/cm3以上且低於6.3/cm3。
此外，有時不存在具有相同組成的單晶氧化物半導體膜。此時，藉由以任意比例組合具有不同組成的單晶氧化物半導體膜，能夠算出相當於具有所需組成的單晶氧化物半導體膜的密度。具有所需組成的單晶氧化物半導體膜的密度藉由利用考慮到組合組成不同的單晶氧化物半導體膜的比例的加權平均來算出即可。注意，密度較佳為藉由組合儘可能少的種類的單晶氧化物半導體膜來算出。
注意，氧化物半導體膜例如也可以是包括非晶氧化物半導體膜、a-like OS膜、微晶氧化物半導體膜和CAAC-OS膜中的兩種以上的疊層膜。
另外，為了形成CAAC-OS膜，較佳為採用如下條件。
藉由減少成膜時的雜質混入CAAC-OS膜，可以抑制雜質所導致的結晶狀態的破損。例如，降低存在於 處理室內的雜質(氫、水、二氧化碳及氮等)的濃度即可。另外，降低成膜氣體中的雜質濃度即可。明確而言，使用露點為-80℃以下，較佳為-100℃以下的成膜氣體。
此外，藉由增高成膜時的基板加熱溫度使濺射粒子在到達基板之後發生濺射粒子的遷移。明確而言，在將基板加熱溫度設定為100℃以上且740℃以下，較佳為200℃以上且500℃以下的狀態下進行成膜。藉由增高成膜時的基板加熱溫度，當平板狀或顆粒狀的濺射粒子到達基板時，在基板上發生遷移，於是濺射粒子的平坦的面附著到基板。
另外，較佳的是，藉由增高成膜氣體中的氧比例並對電力進行最佳化，來減輕成膜時的電漿損傷。將成膜氣體中的氧比例設定為30vol.%以上，較佳為100vol.%。
下面，作為靶材的一個例子示出In-Ga-Zn氧化物靶材。
將InOX粉末、GaOY粉末以及ZnOZ粉末以規定的莫耳數比混合，並進行加壓處理，然後在1000℃以上且1500℃以下的溫度下進行加熱處理，由此得到多晶的In-Ga-Zn氧化物靶材。另外，X、Y及Z為任意正數。在此，InOX粉末、GaOY粉末及ZnOZ粉末的規定的莫耳數比例如為2：2：1、8：4：3、3：1：1、1：1：1、4：2：3、2：1：3或3：1：2。另外，粉末的種類以及混合粉末時的莫耳數比可以根據所製造的靶材適當地改變。尤 其是，在使用In：Ga：Zn=2：1：3[莫耳數比]的靶材形成的CAAC-OS膜中，可以提高在一定的範圍中觀察到CAAC-OS的繞射圖案的區域的比例(也稱為CAAC化率)，因此可以提高在該CAAC-OS膜中具有通道形成區的電晶體的頻率特性(f特)。
另外，因為鹼金屬不是構成氧化物半導體的元素，所以是雜質。在鹼土金屬不是構成氧化物半導體的元素的情況下，鹼土金屬也是雜質。尤其是，鹼金屬中的Na在與氧化物半導體膜接觸的絕緣膜為氧化物的情況下擴散到該絕緣膜中而成為Na+。另外，在氧化物半導體膜內，Na斷裂構成氧化物半導體的金屬與氧的鍵合或擠進其鍵合之中。其結果是，例如，產生因臨界電壓漂移到負方向而導致的常導通化、移動率的降低等的電晶體的電特性的劣化，而且還產生特性偏差。明確而言，利用二次離子質譜分析法測量的Na濃度的測定值較佳為5×1016/cm3以下，更佳為1×1016/cm3以下，進一步較佳為1×1015/cm3以下。同樣地，Li濃度的測定值較佳為5×1015/cm3以下，更佳為1×1015/cm3以下。同樣地，K濃度的測定值較佳為5×1015/cm3以下，更佳為1×1015/cm3以下。
在使用包含銦的金屬氧化物的情況下，與氧的鍵能比銦大的矽或碳有時切斷銦與氧的鍵合而形成氧缺陷。由此，在矽或碳混入到氧化物半導體膜時，與鹼金屬或鹼土金屬同樣，容易發生電晶體的電特性的劣化。因此，較佳為降低氧化物半導體膜中的矽或碳的濃度。明確 而言，利用二次離子質譜分析法測量的C濃度的測量值或Si濃度的測量值較佳為1×1018/cm3以下。藉由採用上述結構，可以防止電晶體的電特性的劣化而可以提高半導體裝置的可靠性。
<半導體裝置的剖面結構的例子>
圖15示出圖3所示的直流對直流轉換器10的剖面結構的一個例子。圖15示出校正電路19的用作開關28的電晶體28t以及用於Gm放大器Gmv的電晶體70的剖面圖。明確而言，在以虛線A9-A10表示的區域中示出電晶體28t及電晶體70的通道長度方向上的結構，在以虛線A11-A12表示的區域中示出電晶體28t及電晶體70的通道寬度方向上的結構。但是，在本發明的一個實施例中，一個電晶體的通道長度方向與其他的電晶體的通道長度方向可以不一致。
另外，電晶體的通道長度方向是指在源極(源極區或源極電極)與汲極(汲極區或汲極電極)之間載子移動的方向，通道寬度方向是指在與基板平行的面內垂直於通道長度方向的方向。
在圖15中示出在氧化物半導體膜中具有通道形成區的電晶體28t形成於在單晶矽基板中具有通道形成區的電晶體70上時的例子。
形成有電晶體70的基板400例如可以使用矽基板、鍺基板、矽鍺基板等。在圖15中示出將單晶矽基 板用於基板400時的例子。
電晶體70利用元件分離法被電隔離。作為元件分離法，可以採用溝槽分離法(STI法)等。在圖15中示出利用溝槽分離法使電晶體70電隔離時的例子。具體地，在圖15中示出如下例子：在基板400中利用蝕刻等形成溝槽之後，將包含氧化矽等的絕緣物埋入在該溝槽中，然後藉由對該絕緣物進行蝕刻等來去除其一部分而形成元件分離區401，以使電晶體70元件分離。
注意，在電晶體70具有與相鄰的電晶體相同的極性的情況下，不一定必須要進行相鄰的電晶體之間的元件分離。此時，可以減小佈局面積。
另外，在位於溝槽以外的區域的基板400的凸部中設置有電晶體70的雜質區402及雜質區403以及夾在雜質區402與雜質區403之間的通道形成區404。再者，電晶體70包括覆蓋通道形成區404的絕緣膜405以及隔著絕緣膜405與通道形成區404重疊的閘極電極406。
在電晶體70中，藉由使通道形成區404中的凸部的側部及上部隔著絕緣膜405與閘極電極406重疊，可以使包括通道形成區404的側部及上部的較廣的範圍中流過載子。由此，可以縮小電晶體70在基板上所占的面積，並可以增加電晶體70中的載子的移動量。其結果，電晶體70可以在增大通態電流的同時提高場效移動率。尤其是，當W表示通道形成區404中的凸部的通道寬度 方向上的長度(通道寬度)，並且，T表示通道形成區404中的凸部的膜厚度時，當膜厚T對通道寬度W的縱橫比較高時，載子流過的範圍變得更寬，因此可以使電晶體70的通態電流更大並使場效移動率更高。
當將塊狀半導體基板用於電晶體70時，縱橫比較佳為0.5以上，更佳為1以上。
電晶體70上設置有絕緣膜411。絕緣膜411中形成有開口部。並且，上述開口部中形成有分別與雜質區402、雜質區403電連接的導電膜412、導電膜413以及與閘極電極406電連接的導電膜414。
導電膜412與形成於絕緣膜411上的導電膜416電連接，導電膜413與形成於絕緣膜411上的導電膜417電連接，導電膜414與形成於絕緣膜411上的導電膜418電連接。
導電膜416至導電膜418上設置有絕緣膜420。絕緣膜420上設置有具有防止氧、氫、水的擴散的阻擋效果的絕緣膜421。絕緣膜421的密度越高越緻密或者懸空鍵越少化學性質上越穩定，阻擋效果越高。作為具有防止氧、氫、水的擴散的阻擋效果的絕緣膜421，例如可以採用氧化鋁、氧氮化鋁、氧化鎵、氧氮化鎵、氧化釔、氧氮化釔、氧化鉿、氧氮化鉿等。另外，作為具有防止氫及水的擴散的阻擋效果的絕緣膜421，例如可以採用氮化矽、氮氧化矽等。
絕緣膜421上設置有絕緣膜422，絕緣膜422 上設置有電晶體28t。
電晶體28t在絕緣膜422上包括：含有氧化物半導體的半導體膜430；與半導體膜430電連接的用作源極電極或汲極電極的導電膜432及導電膜433；覆蓋半導體膜430的閘極絕緣膜431；以及隔著閘極絕緣膜431與半導體膜430重疊的閘極電極434。另外，絕緣膜420至絕緣膜422中設置有開口部，導電膜433在上述開口部中與導電膜418連接。
在圖15中，雖然電晶體28t只要在半導體膜430的至少一個表面一側具有閘極電極434即可，但是還可以具有隔著絕緣膜422與半導體膜430重疊的另一個閘極電極。
當電晶體28t具有一對閘極電極時，可以對一個閘極電極供應用來控制導通狀態或非導通狀態的信號，並對另一個閘極電極施加來自外部的電位。在該情況下，可以對一對閘極電極施加相同位準的電位，也可以只對另一個閘極電極施加接地電位等固定電位。藉由控制對另一個閘極電極施加的電位位準，可以控制電晶體的臨界電壓。
圖15例示出電晶體28t具有單閘極結構的情況，即包括對應於一個閘極電極434的一個通道形成區。但是，電晶體28t也可以具有多閘極結構，其中藉由具有彼此電連接的多個閘極電極，在一個活性層中具有多個通道形成區。
如圖15所示，電晶體28t的半導體膜430包括依次層疊於絕緣膜422上的氧化物半導體膜430a至氧化物半導體膜430c。但是，在本發明的一個實施例中，電晶體28t所具有的半導體膜430也可以由單層的金屬氧化物膜構成。
<電子裝置的例子>
根據本發明的一個實施例的半導體裝置可以用於顯示裝置、個人電腦或具備儲存介質的影像再現裝置(典型的是，能夠再現儲存介質如數位影音光碟(DVD：Digital Versatile Disc)等並具有可以顯示其影像的顯示器的裝置)中。另外，作為可以使用根據本發明的一個實施例的半導體裝置的電子裝置，可以舉出行動電話、包括可攜式遊戲機的遊戲機、可攜式資訊終端、電子書閱讀器終端、視頻攝影機、數位相機等影像拍攝裝置、護目鏡型顯示器(頭戴式顯示器)、導航系統、音頻再生裝置(汽車音響系統、數位聲訊播放機等)、影印機、傳真機、印表機、多功能印表機、自動櫃員機(ATM)、自動販賣機以及醫療設備等。在圖16A至圖16F中示出這些電子裝置的具體例子。
圖16A示出一種可攜式遊戲機，其包括外殼5001、外殼5002、顯示部5003、顯示部5004、麥克風5005、揚聲器5006、操作鍵5007以及觸控筆5008等。可以將根據本發明的一個實施例的半導體裝置用於可攜式 遊戲機的各種積體電路。注意，雖然圖16A所示的可攜式遊戲機包括兩個顯示部，即顯示部5003和顯示部5004，但是可攜式遊戲機所具有的顯示部的數量不限於兩個。
圖16B示出可攜式資訊終端，其包括第一外殼5601、第二外殼5602、第一顯示部5603、第二顯示部5604、連接部5605以及操作鍵5606等。可以將根據本發明的一個實施例的半導體裝置用於可攜式資訊終端的各種積體電路。第一顯示部5603設置在第一外殼5601中，第二顯示部5604設置在第二外殼5602中。並且，第一外殼5601和第二外殼5602由連接部5605連接，由連接部5605可以改變第一外殼5601和第二外殼5602之間的角度。第一顯示部5603的影像也可以根據連接部5605所形成的第一外殼5601和第二外殼5602之間的角度切換。此外，也可以將附加有位置輸入功能的顯示裝置用於第一顯示部5603和第二顯示部5604中的至少一個。位置輸入功能可以藉由在顯示裝置中設置觸控面板而附加。或者，還可以藉由將被稱為光感測器的光電轉換元件設置在顯示裝置的像素部中來附加位置輸入功能。
圖16C示出筆記本式個人電腦，其包括外殼5401、顯示部5402、鍵盤5403、指向裝置5404等。可以將根據本發明的一個實施例的半導體裝置用於筆記型個人電腦的各種積體電路。
圖16D是手鏡，其包括第一外殼5301、第二外殼5302、鏡子5303、連接部5304等。第一外殼5301 和第二外殼5302由連接部5304連接，由連接部5304可以改變第一外殼5301和第二外殼5302之間的角度。可以將本發明的一個實施例的半導體裝置之一的照明設備用於第一外殼5301及第二外殼5302。該照明設備具有面發光的發光元件。該發光元件的發光狀態/非發光狀態也可以根據連接部5304所形成的第一外殼5301和第二外殼5302之間的角度切換。
圖16E示出視頻攝影機，其包括第一外殼5801、第二外殼5802、顯示部5803、操作鍵5804、透鏡5805以及連接部5806等。可以將根據本發明的一個實施例的半導體裝置用於視頻攝影機的各種積體電路。操作鍵5804及透鏡5805設置在第一外殼5801中，顯示部5803設置在第二外殼5802中。並且，第一外殼5801和第二外殼5802由連接部5806連接，由連接部5806可以改變第一外殼5801和第二外殼5802之間的角度。顯示部5803的影像也可以根據連接部5806所形成的第一外殼5801和第二外殼5802之間的角度切換。
圖16F示出普通汽車，其包括車體5101、車輪5102、儀表板5103及燈5104等。可以將根據本發明的一個實施例的半導體裝置用於普通汽車的各種積體電路。
例如在本說明書等中，作為電晶體可以使用各種結構的電晶體。因此，不限制所使用的電晶體的種類。作為電晶體的一個例子，可以使用具有單晶矽的電晶 體或者具有以非晶矽、多晶矽或微晶(也稱為奈米晶、半非晶(semi-amorphous))矽等為代表的非單晶半導體膜的電晶體等。或者，可以使用這些半導體的薄膜的薄膜電晶體(TFT)等。當使用TFT時，具有各種優點。例如，因為可以在比使用單晶矽時低的溫度下進行製造，所以可以實現製造成本的降低或製造裝置的大型化。由於可以使製造裝置變大，所以可以在大型基板上製造。或者，由於製造溫度低，所以可以使用耐熱性低的基板。
另外，在製造微晶矽的情況下，當使用催化劑(鎳等)時，結晶性進一步提高，從而可以製造電特性良好的電晶體。此時，僅藉由進行加熱處理而無需進行雷射照射，就可以提高結晶性。但是，不使用催化劑(鎳等)也可以製造多晶矽或微晶矽。
另外，作為電晶體的一個例子，可以使用包括化合物半導體(例如，SiGe、GaAs等)或者氧化物半導體(例如，Zn-O、In-Ga-Zn-O、In-Zn-O、In-Sn-O(ITO)、Sn-O、Ti-O、Al-Zn-Sn-O(AZTO)、In-Sn-Zn-O)等的電晶體。或者，可以使用這些化合物半導體或氧化物半導體的薄膜的薄膜電晶體等。由此，可以降低製造溫度，所以例如可以在室溫下製造電晶體。其結果，可以在低耐熱性的基板，例如塑膠基板或薄膜基板等上直接形成電晶體。此外，不僅將這些化合物半導體或氧化物半導體用於電晶體的通道部，並且還可以用於其他用途。
另外，作為電晶體的一個例子，可以使用藉 由噴墨法或印刷法形成的電晶體等。由此，這種電晶體可以在室溫下形成、以低真空度形成或者在大型基板上形成。如此，不使用遮罩(標線片(reticule))也可以形成電晶體，所以可以較容易地改變電晶體的佈局。或者，由於不需要光阻劑，所以可以減少材料費用，並減少製程數量。並且，因為可以只在需要的部分上形成膜，所以與在整個面上形成膜之後進行蝕刻的製造方法相比，不浪費材料，從而可以降低成本。
另外，作為電晶體的一個例子，可以使用具有有機半導體或碳奈米管的電晶體等。由此，可以在能夠彎曲的基板上形成電晶體。使用具有有機半導體或碳奈米管的電晶體的裝置能抗衝擊。
注意，作為電晶體，除此之外還可以使用各種結構的電晶體。例如，作為電晶體，可以使用MOS型電晶體、接面電晶體、雙極電晶體等。藉由作為電晶體使用MOS型電晶體，可以減小電晶體尺寸。因此，可以安裝多個電晶體。藉由作為電晶體使用雙極電晶體，可以使大電流流過。因此，電路可以高速地工作。此外，也可以將MOS型電晶體和雙極電晶體形成在一個基板上。藉由採用這種結構，可以實現低功耗、小型化、高速工作等。
例如，在本說明書等中，當明確地記載為“X與Y連接”時，包括：X與Y電連接的情況；X與Y在功能上連接的情況；以及X與Y直接連接的情況。因此，還包括圖式或文章所示的連接關係以外的連接關係，而不 侷限於規定的連接關係例如圖式或文章所示的連接關係。
在此，X和Y都是對象物(例如，裝置、元件、電路、佈線、電極、端子、導電膜、層等)。
作為X與Y電連接的情況的一個例子，例如可以在X與Y之間連接一個以上的能夠電連接X與Y的元件(例如，開關、電晶體、電容元件、電感器、電阻元件、二極體、顯示元件、發光元件、負載等)。另外，開關具有控制導通和關閉的功能。換言之，藉由使開關處於導通狀態(開啟狀態)或非導通狀態(關閉狀態)來控制為是否使電流流過。或者，開關具有選擇並切換電流路徑的功能。
作為X與Y在功能上連接的情況的一個例子，例如可以在X與Y之間連接一個以上的能夠在功能上連接X與Y的電路(例如，邏輯電路(反相器、NAND電路、NOR電路等)、信號轉換電路(DA轉換電路、AD轉換電路、伽瑪校正電路等)、電位位準轉換電路(電源電路(升壓電路、降壓電路等)、改變信號的電位位準的位準轉移電路等)、電壓源、電流源、切換電路、放大電路(能夠增大信號振幅或電流量等的電路、運算放大器、差動放大電路、源極隨耦電路、緩衝電路等)、信號產生電路、記憶體電路、控制電路等)。注意，例如，即使在X與Y之間夾有其他電路，當從X輸出的信號傳送到Y時，也可以說X與Y在功能上是連接著的。
此外，當明確地記載為“X與Y連接”時，包 括：X與Y電連接(換言之，以中間夾有其他元件或其他電路的方式連接X與Y)的情況；X與Y在功能上連接(換言之，以中間夾有其他電路的方式在功能上連接X與Y)；以及X與Y直接連接(換言之，以中間不夾有其他元件或其他電路的方式連接X與Y)的情況。換言之，當明確記載為“電連接”時，與只明確記載為“連接”的情況相同。
注意，例如，可以以後面的表達方式來表示如下情況：電晶體的源極(或第一端子等)藉由Z1(或沒有藉由Z1)與X電連接，電晶體的汲極(或第二端子等)藉由Z2(或沒有藉由Z2)與Y電連接的情況以及電晶體的源極(或第一端子等)與Z1的一部分直接連接，Z1的另一部分與X直接連接，電晶體的汲極(或第二端子等)與Z2的一部分直接連接，並且，Z2的另一部分與Y直接連接的情況。
例如，可以將上述情況表示為“X、Y、電晶體的源極(或第一端子等)與電晶體的汲極(或第二端子等)相互電連接，按X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)及Y的順序電連接”。或者，可以表示為“電晶體的源極(或第一端子等)與X電連接，電晶體的汲極(或第二端子等)與Y電連接，按X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)及Y的順序電連接”。或者，可以表示為“X藉由電晶體的源極(或第一端子等)及汲極(或 第二端子等)與Y電連接，按X、電晶體的源極(或第一端子等)、電晶體的汲極(或第二端子等)及Y依次連接”。藉由使用與這些例子相同的表達方法規定電路結構中的連接順序，可以區別電晶體的源極(或第一端子等)與汲極(或第二端子等)而決定技術範圍。注意，這種表達方法只是一個例子而已，不侷限於上述表達方法。在此，X、Y、Z1及Z2都是對象物(例如，裝置、元件、電路、佈線、電極、端子、導電膜、層等)。
另外，即便獨立的構成要素在電路圖上相互電連接，有時一個構成要素也兼具有多個構成要素的功能。例如，當佈線的一部分兼作電極時，一個導電膜兼具有佈線和電極的兩個構成要素的功能。因此，本說明書中的“電連接”的範疇內還包括這種一個導電膜兼具有多個構成要素的功能的情況。
另外，在一個實施方式中描述的內容(也可以是其一部分的內容)可以應用於、組合於或者替換成在該實施方式中描述的其他內容(也可以是其一部分的內容)和/或在一個或多個其他實施方式中描述的內容(也可以是其一部分的內容)。
注意，在實施方式中描述的內容是指在各實施方式中利用各種圖式說明的內容或在說明書的文章中所記載的內容。
另外，藉由在一個實施方式中示出的圖式(也可以是其一部分)與該圖式的其他部分、在該實施方 式中示出的其他圖式(也可以是其一部分)和/或在一個或多個其他實施方式中示出的圖式(也可以是其一部分)組合，可以構成更多圖式。
另外，可以構成不包括說明書中的圖式或文章所未規定的內容的發明的一個實施例。另外，當有某一個值的數值範圍的記載(上限值和下限值等)時，藉由任意縮小該範圍或者去除該範圍的一部分，可以構成去除該範圍的一部分的發明的一個實施例。由此，例如，可以規定習知技術不包括在本發明的一個實施例的技術範圍內。
作為具體例子，在記載有包括第一至第五電晶體的電路的電路圖。在該情況下，可以將該電路不包含第六電晶體的情況規定為發明。也可以將該電路不包含電容元件的情況規定為發明。再者，可以將該電路不包含具有特定連接結構的第六電晶體的情況規定為發明。還可以將該電路不包含具有特定連接結構的電容元件的情況規定為發明。例如，可以將不包括其閘極與第三電晶體的閘極連接的第六電晶體的情況規定為發明。例如，可以將不包括其第一電極與第三電晶體的閘極連接的電容元件的情況規定為發明。
作為其他具體例子，在關於某一個值，例如記載有“某一個電壓較佳為3V以上且10V以下”。在該情況下，例如，可以將不包括該電壓為-2V以上且1V以下的情況規定為發明的一個實施例。例如，可以將不包括該電壓為13V以上的情況規定為發明的一個實施例。例如， 可以將該電壓為5V以上且8V以下的情況規定為發明。例如，可以將該電壓大約為9V的情況規定為發明。例如，可以將該電壓是3V以上且10V以下但不是9V的情況規定為發明。注意，即使記載有“某一個值較佳為某個範圍”、“某一個值最好滿足某個條件”，也不侷限於該記載。換而言之，“較佳為”、“最好”等的記載並不一定規定該值。
作為其他具體例子，在關於某一個值，例如記載有“某一個電壓較佳為10V”。在該情況下，例如，可以將不包括該電壓為-2V以上且1V以下的情況規定為發明的一個實施例。例如，可以將不包括該電壓為13V以上的情況規定為發明的一個實施例。
作為其他具體例子，在關於某一個物質的性質，例如記載有“某一個膜為絕緣膜”。在該情況下，例如，可以將不包括該絕緣膜為有機絕緣膜的情況規定為發明的一個實施例。例如，可以將不包括該絕緣膜為無機絕緣膜的情況規定為發明的一個實施例。例如，可以將不包括該膜為導電膜的情況規定為發明的一個實施例。例如，可以將不包括該膜為半導體膜的情況規定為發明的一個實施例。
作為其他具體例子，在關於某一個層疊結構，例如記載有“在A膜與B膜之間設置有某一個膜”。在該情況下，例如，可以將不包括該膜為四層以上的疊層膜的情況規定為發明。例如，可以將不包括在A膜與該膜 之間設置有導電膜的情況規定為發明。
此外，各種各樣的人可以實施在本說明書等中記載的發明的一個實施例。但是，有時多數人參與該發明的實施。例如，關於收發系統，A公司製造銷售發送器，而B公司製造銷售接收器。作為另一個例子，關於具有電晶體及發光元件的發光裝置，A公司製造銷售形成有電晶體的半導體裝置。而且，B公司購買該半導體裝置，在該半導體裝置中形成發光元件，而完成發光裝置。
在此情況下，可以構成可對A公司和B公司中的兩者主張侵犯專利的發明的一個實施例。換而言之，可以構成僅A公司所實施的發明的一個實施例，作為發明的另一個實施例，也可以構成僅B公司所實施的發明的一個實施例。另外，可對A公司或B公司主張侵犯專利的發明的一個實施例明確且可以判斷記載於本說明書等中。例如，關於收發系統，即使在本說明書等中沒有僅包含發送器的結構的記載或僅包含接收器的結構的記載，也可以僅由發送器構成發明的一個實施例，還可以僅由接收器構成發明的其他的一個實施例，這些發明的一個實施例明確且可以判斷記載於本說明書等中。作為另一個例子，關於包含電晶體及發光元件的發光裝置，即使在本說明書等沒有僅包含形成有電晶體的半導體裝置的結構的記載或僅包含具有發光元件的發光裝置的結構的記載，也可以僅由形成有電晶體的半導體裝置構成發明的一個實施例，還可以僅由具有發光元件的發光裝置構成發明的一個實施例，這 些發明的一個實施例明確且可以判斷記載於本說明書等中。
另外，在本說明書等中，即使未指定主動元件(電晶體、二極體等)、被動元件(電容元件、電阻元件等)等所具有的所有端子的連接目標，所屬技術領域的普通技術人員有時也能夠構成發明的一個實施例。就是說，可以說，即使未指定連接目標，發明的一個實施例也是明確的。而且，當指定了連接目標的內容記載於本說明書等中時，有時可以判斷未指定連接目標的發明的一個實施例記載於本說明書等中。尤其是在考慮出多個端子連接目標的情況下，該端子的連接目標不必限定在指定的部分。因此，有時藉由僅指定主動元件(電晶體、二極體等)、被動元件(電容元件、電阻元件等)等所具有的一部分的端子的連接目標，能夠構成發明的一個實施例。
另外，在本說明書等中，只要至少指定某一個電路的連接目標，所屬技術領域的普通技術人員就有時可以構成發明。或者，只要至少指定某一個電路的功能，所屬技術領域的普通技術人員就有時可以構成發明。就是說，可以說，只要指定功能，發明的一個實施例就是明確的。另外，有時可以判斷指定了功能的發明的一個實施例記載於本說明書等中。因此，即使未指定某一個電路的功能，只要指定連接目標，就算是所公開的發明的一個實施例，而可以構成發明的一個實施例。另外，即使未指定某一個電路的連接目標，只要指定其功能，就算是所公開的 發明的一個實施例，而可以構成發明的一個實施例。
注意，在本說明書等中，可以在某一個實施方式中示出的圖式或者文章中取出其一部分而構成發明的一個實施例。從而，在記載有說明某一部分的圖式或者文章的情況下，取出該圖式或者文章的一部分的內容也算是所公開的發明的一個實施例，所以能夠構成發明的一個實施例。並且，可以說該發明的一個實施例是明確的。因此，例如，可以在記載有主動元件(電晶體、二極體等)、佈線、被動元件(電容元件、電阻元件等)、導電層、絕緣層、半導體層、有機材料、無機材料、零件、裝置、工作方法、製造方法等中的一個或多個的圖式或者文章中，可以取出其一部分而構成發明的一個實施例。例如，可以從由N個(N是整數)電路元件(電晶體、電容元件等)構成的電路圖中取出M個(M是整數，M<N)電路元件(電晶體、電容元件等)來構成發明的一個實施例。作為其他例子，可以從由N個(N是整數)層構成的剖面圖中取出M個(M是整數，M<N)層來構成發明的一個實施例。再者，作為其他例子，可以從由N個(N是整數)要素構成的流程圖中取出M個(M是整數，M<N)要素來構成發明的一個實施例。作為其他的例子，當從“A包括B、C、D、E或F”的記載中任意抽出一部分的要素時，可以構成“A包括B和E”、“A包括E和F”、“A包括C、E和F”或者“A包括B、C、D和E”等的發明的一個實施例。
在本說明書等中，在某一個實施方式中示出的圖式或文章示出至少一個具體例子的情況下，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是由上述具體例子導出該具體例子的上位概念。從而，在某一個實施方式中示出的圖式或文章示出至少一個具體例子的情況下，該具體例子的上位概念也是所公開的發明的一個實施例，可以構成發明的一個實施例。並且，可以說該發明的一個實施例是明確的。
另外，在本說明書等中，至少示於圖式中的內容(也可以是其一部分)是所公開的發明的一個實施例，而可以構成發明的一個實施例。因此，即使在文章中沒有某一個內容的描述，如果該內容示於圖式中，就可以說該內容是所公開的發明的一個實施例，而可以構成發明的一個實施例。同樣地，取出圖式的一部分的圖式也是所公開的發明的一個實施例，而可以構成發明的一個實施例。並且，可以說該發明的一個實施例是明確的。
電流源具有即使施加到電流源的兩端的電壓值發生變化也供應恆定電流的功能。或者，例如，電流源具有即使與該電流源連接的元件的電位發生變化也對該元件供應恆定電流的功能。
另外，作為與電流源不同的電源，有電壓源。電壓源具有即使流過與該電壓源連接的電路的電流發生變化也供應恆定電壓的功能。因此，電壓源和電流源都具有供應電壓和電流的功能，它們的功能的差異在於：即 使當一個因素變化時，仍供應固定的電壓或電流。電流源具有即使兩端的電壓發生變化也供應恆定電流的功能。電壓源具有即使電流變化也供應恆定電壓的功能。

Claims (8)

  1. 一種直流對直流轉換器，包括：組態以產生第一信號的第一電路，該第一信號包含流過負載的電流的資料；組態以放大該第一信號來產生第一放大信號的第二電路；組態以產生第二信號的第三電路，該第二信號包含施加到該負載的電壓的資料；組態以保持該第二信號的第四電路；組態以放大由該第四電路保持的該第二信號來產生第二放大信號的第五電路；組態以校正該第二電路與該第五電路之間的電特性之差的第六電路；組態以將第一電壓轉換為第二電壓的第七電路，該第一電壓從電源供應及該第二電壓供應到該負載；以及組態以根據該第一放大信號或該第二放大信號控制由該第七電路產生的該第二電壓的位準的第八電路。
  2. 一種直流對直流轉換器，包括：組態以產生第一信號的第一電路，該第一信號包含流過負載的電流的資料；組態以放大該第一信號來產生第一放大信號的第二電路；組態以產生第二信號的第三電路，該第二信號包含施加到該負載的電壓的資料；組態以保持該第二信號的第四電路；組態以放大由該第四電路保持的該第二信號來產生第二放大信號的第五電路；組態以校正該第二電路與該第五電路之間的電特性之差的第六電路；組態以將第一電壓轉換為第二電壓的第七電路，該第一電壓從電源供應及該第二電壓供應到該負載；以及組態以根據該第一放大信號或該第二放大信號控制由該第七電路產生的該第二電壓的位準的第八電路，該第六電路包括：第一開關及第二開關；第一電容元件及第二電容元件；以及第九電路，其中：該第一電容元件組態以保持該第一放大信號的第一電位，該第一電位經由該第一開關供應到該第一電容元件，該第二電容元件組態以保持該第二放大信號的第二電位，該第二電位經由該第二開關供應到該第二電容元件，該第九電路組態以產生具有對應於該第一電位與該第二電位之間的電位差的比例的第一電流以及具有對應於該第一電位與該第二電位之間的電位差的比例的第二電流，及將該第一電流及該第二電流輸入該第五電路，來校正該第二電路與該第五電路之間的電特性之差。
  3. 根據申請專利範圍第2項之直流對直流轉換器，其中該第一開關及該第二開關都包括在通道形成區中包含氧化物半導體膜的電晶體。
  4. 一種直流對直流轉換器，包括：組態以產生第一信號的第一電路，該第一信號包含流過負載的電流的資料；組態以放大該第一信號來產生第一放大信號的第二電路；組態以產生第二信號的第三電路，該第二信號包含施加到該負載的電壓的資料；組態以保持該第二信號的第四電路；組態以放大由該第四電路保持的該第二信號來產生第二放大信號的第五電路；組態以根據該第二電路與該第五電路之間的電特性之差校正該第一放大信號的電位的第六電路；組態以根據該第二電路與該第五電路之間的電特性之差校正該第二放大信號的電位的第七電路；組態以將第一電壓轉換為第二電壓的第八電路，該第一電壓從電源供應及該第二電壓供應到該負載；以及組態以根據該第一放大信號或該第二放大信號控制由該第八電路產生的該第二電壓的位準的第九電路。
  5. 根據申請專利範圍第1、2、4項中任一項之直流對直流轉換器，該第一電路包括：開關；以及第一電阻元件，其中接地電位供應到該第一電阻元件的一個端子。
  6. 根據申請專利範圍第1、2、4項中任一項之直流對直流轉換器，該第三電路包括：第二電阻元件及第三電阻元件，其中該負載的一個端子與該第二電阻元件的一個端子電連接。
  7. 一種包括如申請專利範圍第1、2、4項中任一項之直流對直流轉換器及邏輯電路的半導體裝置。
  8. 一種包括如申請專利範圍第1、2、4項中任一項之直流對直流轉換器及顯示裝置的電子裝置。
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