專利名稱：半導(dǎo)體裝置及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，特別涉及一種安裝有存儲器的半導(dǎo) 體裝置。另外，本發(fā)明還涉及一種包括該半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在安裝有存儲器的半導(dǎo)體裝置中，存儲器的功能是在決定半導(dǎo)體
裝置的功能時(shí)非常重要的。例如，在安裝有CPU和存儲器的半導(dǎo)體裝 置中，需要將由CPU處理的指令及處理所需的數(shù)據(jù)存儲在存儲器中。 另外，CPU按順序讀出存儲器中的數(shù)據(jù)來進(jìn)行處理。換句話說，為了 實(shí)現(xiàn)高功能化，CPU需要進(jìn)行進(jìn)一步復(fù)雜的處理，從而在安裝有CPU
和存儲器的半導(dǎo)體裝置中需要安裝大容量的存儲器。另外，在安裝有 存儲器的半導(dǎo)體裝置中，在很多情況下存儲器的耗電量占半導(dǎo)體裝置
的耗電量的大部分。
在非專利文獻(xiàn)1中公開了安裝有CPU (中央處理器)和存儲器 的RFID (射頻識別)裝置(以下稱作RFID)作為具有存儲器的半導(dǎo) 體裝置的一個(gè)例子，所述非專利文獻(xiàn)l的著者之一是本發(fā)明的作者。 這種RFID被要求增加存儲器的容量以實(shí)現(xiàn)高功能化且實(shí)現(xiàn)低耗電 化，它們是不容易同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。
非專利文獻(xiàn)11 Hiroki Dembo以及其他人等 ("RFCPUs on Glass and Plastic Substrates fabricated by TFT Transfer Technology" IEEE、 TECHNICAL DIGEST OF INTERNATIONAL ELECTRON DEVICES MEETING、 2005年12月5日、pp.1067-1069.)
在安裝有存儲器的半導(dǎo)體裝置中，隨著最近幾年的存儲器容量的 增加，當(dāng)讀出數(shù)據(jù)時(shí)的耗電量的增加很明顯。尤其是，在高速進(jìn)行數(shù) 據(jù)讀出的ROM(只讀存儲器)中，當(dāng)讀出存儲在其中的數(shù)據(jù)時(shí)，需 ，在讀出ROM中的數(shù)據(jù)時(shí)耗電量的增加特 別大。
這里使用圖5所示的掩模ROM的結(jié)構(gòu)說明在現(xiàn)有的存儲器中讀 出數(shù)據(jù)的ROM的一個(gè)例子。另外，圖5示出掩模ROM的框圖。圖6 是擴(kuò)大圖5的區(qū)域511的本發(fā)明的電路圖。另外，圖7是圖6的掩模 ROM的電路圖的時(shí)序圖，
首先說明圖5。在圖5中，掩模ROM由地址信號線501、地址 輸入緩沖器502、行譯碼器503、地線504 (也稱作GND線)、存儲 器矩陣505、讀使能信號線506、預(yù)充電電路507、列譯碼器508、數(shù) 據(jù)輸出緩沖器509、以及數(shù)據(jù)信號線510構(gòu)成。
在圖5中，地址信號線501由10個(gè)地址信號線AO至A9構(gòu)成。 存儲器矩陣505由多個(gè)存儲器單元構(gòu)成。另外，數(shù)據(jù)信號線510由8 個(gè)數(shù)據(jù)信號線D0至D7構(gòu)成。注意，這里所示的地址信號線501的數(shù) 量和數(shù)據(jù)信號線510的數(shù)量只是一個(gè)例子，不局限于此。
接著，使用圖6說明圖5中的區(qū)域511的結(jié)構(gòu)。作為圖5中的區(qū) 域511示出第n (n是自然數(shù))字線601、第n+l字線602、第m ( m 是自然數(shù))位線603、第m+l位線604、對應(yīng)于第n字線601和第m 位線603的交點(diǎn)而布置的第n行第m列的存儲器單元605、對應(yīng)于第 n+l字線602和第m位線603的交點(diǎn)而布置的第n+l行第m列的存 儲器單元606、對應(yīng)于第n字線601和第m+l位線604的交點(diǎn)而布置 的第n行第m+l列的存儲器單元607、對應(yīng)于第n+l字線602和第 m+l位線604的交點(diǎn)而布置的第n+l行第m+l列的存儲器單元608、 第m預(yù)充電電路609、第m+l預(yù)充電電路610、讀使能信號線611、 第m鎖存電路612、第m+l鎖存電路613、第m模擬開關(guān)614、第 m+l模擬開關(guān)615、第m選擇信號線616、第m反相選擇信號線617、 第m+l選擇信號線618、第m+l反相選擇信號線619、以及存儲器的 輸出數(shù)據(jù)信號線620,
另外，在本說明書中，將對應(yīng)于第n字線和第m位線的交點(diǎn)而 布置的存儲器單元稱作第n行第m列的存儲器單元。
第n行第m列的存儲器單元605、第n+l行笫m列的存儲器單 元606、第n行第m+l列的存儲器單元607、第n+l行第m+l列的存 儲器單元608分別由一個(gè)N溝道型晶體管構(gòu)成。這里，在第n行第m 列的存儲器單元605中，N溝道型晶體管的柵極電連接到第n字線601 ， 源極電連接到地線，并且漏極電連接到第m位線603。在第n+l行第 m列的存儲器單元606中，N溝道型晶體管的柵極電連接到第n+l字 線602，漏極電連接到第m位線603，而源極沒有電連接關(guān)系而處于 浮置狀態(tài)。在第n行第m+l列的存儲器單元607中，N溝道型晶體管 的柵極電連接到第n字線601，源極電連接到地線，并且漏極電連接 到第m+l位線604。在第n+l行笫m+l列的存儲器單元608中，N 溝道型晶體管的柵極電連接到第n+l字線602，源極電連接到地線， 并且漏極電連接到第m+l位線604。另外，第m預(yù)充電電路609和第 m+l預(yù)充電電路610由P溝道型晶體管構(gòu)成。第m預(yù)充電電路609 的P溝道型晶體管的柵極電連接到讀使能信號線611，源極電連接到 電源線621，并且漏極電連接到第m位線603。第m+l預(yù)充電電路610 的P溝道型晶體管的柵極電連接到讀使能信號線611，源極電連接到 電源線622，并且漏極電連接到第m+l位線604。
第m選擇信號線616和第m反相選擇信號線617分別電連接到 第m模擬開關(guān)614。另外，通過使第m選擇信號線616的電位成為高 電位電平(以下稱作H電平)并且使第m反相選擇信號線617的電 位成為低電位電平(以下稱作L電平)，可以使第m模擬開關(guān)614 電導(dǎo)通或非導(dǎo)通。第m+l選擇信號線618和第m+l反相選擇信號線 619分別電連接到第m+l模擬開關(guān)615。另外，通過使第m+l選擇信 號線618的電位成為H電平并且使第m+l反相選擇信號線619的電 位成為L電平，可以使第m+l模擬開關(guān)615電導(dǎo)通或非導(dǎo)通。另外， 通過譯碼存儲器地址信號的特定位而生成第m選擇信號線616的電位 及第m+l選擇信號線618的電位。換句話說，其中任一個(gè)成為H電 平，另一個(gè)成為L電平.另外，在第m選擇信號線616的電位是L 電平時(shí)，第m反相選擇信號線617的電位是H電平，而在第m選擇
信號線616的電位是H電平時(shí)，第m反相選擇信號線617的電位是L 電平。同樣地，在第m+l選擇信號線618的電位是L電平時(shí)，第m+l 反相選擇信號線619的電位是H電平，而在第m+l選擇信號線618 的電位是H電平時(shí)，第m+l反相選擇信號線619的電位是L電平。
接著，圖7示出輸入到圖6所示的存儲器單元中和從該存儲器單 元輸出的信號的時(shí)序圖。圖7是讀使能信號線611的電位、第m位線 603的電位、笫m+l位線604的電位、第n字線601的電位、第n+l 字線620的電位、第m選擇信號線616的電位、第m+l選擇信號線 618的電位、以及輸出數(shù)據(jù)信號線620的電位的時(shí)序圖。
另外，在圖7中，Tl-l表示第一預(yù)充電期間、Tl-2表示第一讀 出期間、T2-l表示第二預(yù)充電期間、T2-2表示第二讀出期間、T3-l 表示第三預(yù)充電期間、T3-2表示第三讀出期間、T4-l表示第四預(yù)充電 期間、以及T4-2表示第四讀出期間。
注意，本說明書雖然具體說明H電平、L電平被輸入到各個(gè)信號 線中的例子，但是，各個(gè)信號線的電位依賴于構(gòu)成電路的晶體管的極 性，從而不特別局限于此。
接著，使用圖7所示的時(shí)序圖具體說明圖6所示的存儲器的工作。 最初說明讀出在第n行第m列的存儲器單元605中的數(shù)據(jù)的情況。
首先，在第一預(yù)充電期間Tl-l中，將供應(yīng)到讀使能信號線611 中的讀使能信號線611的電位成為L電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路 609和第m+l預(yù)充電電路610的P溝道型晶體管的柵極的電位成為L 電平。因此，第m位線603和笫m+l位線604的電位都成為H電平。
另外，使第n字線601和第n+l字線602的電位都成為L電平。 而且，使第m選擇信號線616的電位成為H電平且將第m+l選擇信 號線618的電位成為L電平，以便讀出第n行第m列的存儲器單元 605中的數(shù)據(jù)。換句話說，第m模擬開關(guān)614導(dǎo)通，而第m+l模擬開 關(guān)615非導(dǎo)通。
另外，分別使用第m鎖存電路612和第m+l鎖存電路613來保 持第m位線603和第m+l位線604的電位。換句話說，保持H電平。
以上所述的工作是在第m預(yù)充電期間Tl-l中的預(yù)充電工作。
接著，在第一讀出期間Tl-2中使讀使能信號線611的電位成為
H電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路609和第m+l預(yù)充電電路610的P
溝道型晶體管的柵極的電位成為H電平。
另外，使第n字線601的電位成為H電平，以便讀出第n行第
m列的存儲器單元605的數(shù)據(jù)。此時(shí)，在第n行第m列的存儲器單元
605和第n行第m+l列的存儲器單元607中的N溝道型晶體管的柵極
的電位成為H電平。
此時(shí)，因?yàn)樵诘趎行第m列的存儲器單元605中的N溝道型晶
體管的源極電連接到地線，所以第n行第m列的位線603的電位成為
L電平。同樣地，因?yàn)樵诘趎行第m+l列的存儲器單元607中的N
溝道型晶體管的源極電連接到地線，所以第m+l位線604的電位成為
L電平。
這里，因?yàn)榈趍模擬開關(guān)614導(dǎo)通，所以輸出數(shù)據(jù)信號線620 的電位成為與第m位線603的電位相同的L電平。由此，在第n行第 m列的存儲器單元605中的數(shù)據(jù)被讀出。以上所述的工作是讀出在第 n行第m列的存儲器單元605中的數(shù)據(jù)的工作。
接著，對讀出在第n+l行第m列的存儲器單元606中的數(shù)據(jù)的 情況進(jìn)行說明。
首先，在第二預(yù)充電期間T2-l中，使供應(yīng)到讀使能信號線611 中的讀使能信號線611的電位成為L電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路 609和第m+l預(yù)充電電路610的P溝道型晶體管的柵極的電位成為L 電平。因此，第m位線603和第m+l位線604的電位都成為H電平。
另外，使第n字線601的電位和第n+l字線602電位都成為L 電平。而且，使第m選擇信號線616的電位成為H電平且使第m+l 選擇信號線618的電位成為L電平，以便讀出在第n+l行第m列的 存儲器單元606中的數(shù)據(jù)。換句話說，第m模擬開關(guān)614導(dǎo)通，而第 m+l模擬開關(guān)615非導(dǎo)通，
此時(shí)，分別使用第m鎖存電路612和第m+l鎖存電路613來保
持第m位線603和笫m+l位線604的電位。換句話說，保持H電平。 以上所述的工作是在第二預(yù)充電期間T2-l中的預(yù)充電工作。
接著，在第二讀出期間T2-2中使讀使能信號線611的電位成為 H電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路609和笫m+l預(yù)充電電路610的P 溝道型晶體管的柵極的電位成為H電平。
另夕卜，使第n+l字線602的電位成為H電平，以便讀出在第n+l 行第m列的存儲器單元606中的數(shù)據(jù)。此時(shí)，在第n+l行第m列的 存儲器單元606和第n+l行第m+l列的存儲器單元608中的N溝道 型晶體管的柵極的電位成為H電平。
此時(shí)，因?yàn)樵诘趎+l行第m列的存儲器單元606中的N溝道型 晶體管的源極沒有聯(lián)接關(guān)系，所以第m位線603的電位成為H電平。 另一方面，因?yàn)樵诘趎+l行第m+l列的存儲器單元608中的N溝道 型晶體管的源極電連接到地線，所以第m+l位線604的電位成為L 電平。
這里，因?yàn)榈趍模擬開關(guān)614導(dǎo)通，所以輸出數(shù)據(jù)信號線620 的電位成為與第m位線603的電位相同的H電平。由此，在第n+l 行第m列的存儲器單元606中的數(shù)據(jù)被讀出。以上所述的工作是讀出 存儲器單元606中的數(shù)據(jù)的工作。
以下同樣地，在第三預(yù)充電期間T3-l中進(jìn)行預(yù)充電工作，在第 三讀出期間T3-2中讀出在第n行第m+l列的存儲器單元607中的數(shù) 據(jù)。同樣地，在第四預(yù)充電期間T4-l中進(jìn)行預(yù)充電工作，在第四讀出 期間T4-2中讀出在第n+l行笫m+l列的存儲器單元608中的數(shù)據(jù)。
在上文中所描述的是圖6所示的存儲器的工作。
如圖7的時(shí)序圖所示，在現(xiàn)有的存儲器讀出數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)樵陬A(yù)充 電期間中使位線的電位成為H電平，所以電位的變動(dòng)增大，從而消耗 大量電力。另外，在現(xiàn)有的存儲器讀出數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)樵谧x出期間中使 位線的電位成為L電平，所以電位的變動(dòng)增大，從而消耗大量電力。
例如，在圖7的第二讀出期間T2-2中要讀出數(shù)據(jù)的存儲器單元 是第n+l行第m列的存儲器單元606，但與此同時(shí)，連接到第n+l行第m+l列的存儲器單元608的第m+l位線604的電位也成為L電平。 換句話說，可以知道不需要讀出數(shù)據(jù)的位線也消耗電力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述各個(gè)問題而作出，其目的在于提供一種半導(dǎo)體裝 置，該半導(dǎo)體裝置安裝有以低耗電量從存儲器讀出數(shù)據(jù)的存儲器。
本發(fā)明的安裝有存儲器的半導(dǎo)體裝置具有如下結(jié)構(gòu)選擇性地預(yù) 充電連接到存儲有要讀出的數(shù)據(jù)的存儲器單元的位線，并且不預(yù)充電 連接到不需要讀出的存儲器單元的位線的電位。本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)是 設(shè)置模擬開關(guān)，以選擇性地預(yù)充電在存儲器中的位線及數(shù)據(jù)線的電位。 以下示出本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置之一具有字線、第一位線、第二位線、電 連接到字線及第一位線的第一存儲器單元、電連接到字線及第二位線 的第二存儲器單元、對第一位線輸出用于讀出保持在第一存儲器單元
中的數(shù)據(jù)的電位的第一預(yù)充電電路、對第二位線輸出用于讀出保持在 第二存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位的第二預(yù)充電電路、設(shè)置在第一位線
和第一預(yù)充電電路之間的第一開關(guān)元件、以及設(shè)置在第二位線和第二 預(yù)充電電路之間的第二開關(guān)元件。用于讀出保持在第一存儲器中的數(shù) 據(jù)的電位被輸入到第一開關(guān)元件所選擇的第一位線中。用于讀出保持 在第二存儲器中的數(shù)據(jù)的電位被輸入到第二開關(guān)元件所選擇的第二位線中。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置之一具有字線、笫一位線、第二位線、電 連接到字線及第 一位線的第 一存儲器單元、電連接到字線及第二位線 的第二存儲器單元、對選自第一位線及第二位線中的位線輸出用于讀
出保持在第 一存儲器單元和第二存儲器單元中的 一個(gè)存儲器單元中的 數(shù)據(jù)的電位的預(yù)充電電路、設(shè)置在第一位線和預(yù)充電電路之間的第一 開關(guān)元件、以及設(shè)置在第二位線和預(yù)充電電路之間的第二開關(guān)元件。 用于讀出保持在第 一存儲器中的數(shù)據(jù)的電位被輸入到第 一開關(guān)元件所 選擇的第一位線中，用于讀出保持在第二存儲器中的數(shù)據(jù)的電位被輸 入到第二開關(guān)元件所選擇的第二位線中。
另外，在本發(fā)明中，存儲器單元可以包括晶體管，晶體管的柵極 端子連接到字線，并且其源極及漏極中的一方端子連接到位線.另外， 晶體管也可以設(shè)置在相同的襯底上，并且襯底是玻璃襯底、石英襯底、
以及塑料襯底中的任一個(gè)。另外，晶體管還可以具有SOI襯底。
另外，在本發(fā)明中，也可以具有鎖存電路，該鎖存電路電連接到 位線且保持用于讀出保持在存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位。
另外，在本發(fā)明中，預(yù)充電電路可以包括晶體管，并且晶體管的 源極及漏極中的一方端子電連接到開關(guān)元件。
另外，在本發(fā)明中，也可以具有用于選擇存儲器單元中的任一個(gè) 并讀出被保持的數(shù)據(jù)的譯碼器，該譯碼器通過字線及位線連接到存儲 器單元。
另外，本說明書所示的開關(guān)可以使用各種方式的開關(guān)，作為其一 個(gè)例子，存在有電開關(guān)和機(jī)械開關(guān)等。換句話說，只要它能夠控制電 流的流動(dòng)就可以，而沒有特別限制。例如，開關(guān)也可以是晶體管、二
極管(PN二極管、PIN二極管、肖特基二極管、二極管連接的晶體管 等)、或者組合了它們的邏輯電路。因此，在使用晶體管作為開關(guān)的 情況下，該晶體管作為簡單的開關(guān)工作，所以對晶體管的極性(導(dǎo)電 類型)沒有特別限制。但是，在截止電流(OFF)優(yōu)選小的情況下， 最好使用具有截止電流小的極性的晶體管。作為截止電流小的晶體管， 存在著設(shè)置有LDD區(qū)的晶體管或具有多柵極結(jié)構(gòu)的晶體管等。另夕卜， 在作為開關(guān)工作的晶體管的源極端子的電位接近低電位側(cè)電源(Vss、 GND或0V等)的狀態(tài)下工作時(shí)，最好使用N溝道型晶體管，相反， 在源極端子的電位接近高電位側(cè)電源(Vdd等)的狀態(tài)下工作時(shí)，最 好使用P溝道型晶體管。這是因?yàn)?，由于可以增加?xùn)?源電壓的絕對值， 從而晶體管作為開關(guān)可以穩(wěn)定地工作的緣故.另外，開關(guān)可以是使用 N溝道型晶體管和P溝道型晶體管雙方的CMOS開關(guān)。當(dāng)使用CMOS 開關(guān)時(shí)，在如下情況下也可以適當(dāng)?shù)毓ぷ饔捎谕ㄟ^開關(guān)而輸出的電 壓(即對開關(guān)的輸入電壓)相對于輸出電壓高或低，從而狀況改變。
另外，本發(fā)明中的"連接"包括"電連接"和"直接連接，，的情況。因 此，在本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)中，不僅具有預(yù)定的連接關(guān)系，而且在它們 之間可以設(shè)置能夠?qū)崿F(xiàn)電連接的其他元件(例如，開關(guān)、晶體管、電 容元件、電感器、電阻元件或二極管等)?；蛘?，也可以在中間沒有 夾其他元件地直接連接而布置。另外，如下情況是"直接連接"，即僅 包括中間沒有夾能夠?qū)崿F(xiàn)電連接的其他元件而連接并且直接連接的情 況，而不包括電連接的情況。另外，"電連接"是如下情況，即包括電 連接的情況和直接連接的情況。
在本發(fā)明中，晶體管可以使用各種方式的晶體管，對其種類沒有
特別限制。由此，可以使用如下晶體管使用以非晶硅或多晶硅為代 表的非單晶半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管(TFT)、使用半導(dǎo)體襯底或SOI 襯底形成的晶體管、MOS晶體管、結(jié)晶體管、雙極晶體管、使用ZnO 或a-InGaZnO等化合物半導(dǎo)體的晶體管、使用有機(jī)半導(dǎo)體或碳納米管 的晶體管、或者其它晶體管。另外，在非單晶半導(dǎo)體膜中也可以包含 有氫或卣。另外，布置有晶體管的襯底的種類也不局限于特定的種類， 而可以使用各種各樣的襯底。例如，可以將晶體管布置在單晶襯底、 SOI襯底、玻璃襯底、石英襯底、塑料襯底、紙襯底、玻璃紙襯底、 石材襯底、不銹鋼襯底、具有不銹鋼箔的襯底等上。此外，也可以在 某個(gè)襯底上形成晶體管之后將該晶體管移動(dòng)到另一個(gè)襯底上，來將晶 體管布置在另一個(gè)襯底上。
另外，晶體管的結(jié)構(gòu)不局限于特定結(jié)構(gòu)，而可以采用各種各樣的 方式。例如，也可以采用柵電極的數(shù)量是兩個(gè)以上的多柵極結(jié)構(gòu)。通 過采用這種結(jié)構(gòu)，可以降低截止電流，提高晶體管的耐壓性來改善可 靠性，并且當(dāng)在飽和區(qū)工作時(shí)，即使漏-源電壓改變，漏-源電流也不 大改變而具有穩(wěn)定的特性。此外，也可以采用在溝道上和下布置柵電 極的結(jié)構(gòu)。通過采用在溝道上和下布置柵電極的結(jié)構(gòu)，溝道區(qū)增大， 所以可以增加電流值，并且容易產(chǎn)生耗盡層，從而減少S值。此外， 也可以采用在溝道上布置柵電極的結(jié)構(gòu)、在溝道下布置柵電極的結(jié)構(gòu)、 交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、反交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、將溝道區(qū)分成多個(gè)區(qū)域的結(jié)構(gòu)、并聯(lián)連接的
結(jié)構(gòu)、以及串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。此外，還可以源電極或漏電極重疊于溝 道(或其一部分)。通過采用源電極或漏電極重疊于溝道(或其一部 分)的結(jié)構(gòu)，可以防止在溝道的一部分聚集電荷而其工作變得不穩(wěn)定。
此外，也可以具有LDD (輕摻雜漏)區(qū)。通過設(shè)置LDD區(qū)，可以降 低截止電流，提高晶體管的耐壓性來改善可靠性，并且當(dāng)在飽和區(qū)工 作時(shí)，即使漏-源電壓改變，漏-源電流也不大改變而具有穩(wěn)定的特性。 另外，晶體管就是至少具有包括柵極、漏極和源極的三個(gè)端子的 元件，并且在漏區(qū)和源區(qū)之間具有溝道區(qū)。這里，由于源極和漏極根 據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)和工作條件等改變，所以不容易限定源極或和漏極。 于是，在本發(fā)明中，在有的情況下將用作源極及漏極的區(qū)域不稱作源 極或漏極。在此情況下，作為其一個(gè)例子，將它們分別稱作第一端子 和第二端子。
另外，柵極是指包括柵電極和柵極布線(也稱作柵極線)的整體 或其一部分。柵電極是指中間夾著柵極絕緣膜與形成溝道區(qū)和LDD (輕摻雜漏)區(qū)等的半導(dǎo)體重疊的導(dǎo)電膜。
另外，源極是指包括源區(qū)、源電極和源極布線(也稱作源極線或 源極信號線等)的整體或其一部分。源區(qū)是指包含大量P型雜質(zhì)(硼 或鎵等)或N型雜質(zhì)(磷或砷等)的半導(dǎo)體區(qū)。因此，源區(qū)不包括包 含少量P型雜質(zhì)或N型雜質(zhì)的區(qū)域，即所謂的LDD區(qū)。源電極是指 由與源區(qū)不同的材料形成并且與源區(qū)電連接的部分的導(dǎo)電層。但是， 有時(shí)包括源區(qū)而稱作源電極。源極布線是指用于連接各個(gè)像素的源電 極之間的布線或者用于連接源電極和另外的布線的布線。
然而，也有用作源電極并且用作源極布線的部分。這種區(qū)域可以 稱作源電極或源極布線。換句話說，也存在有源電極和源極布線不能 明確地區(qū)別的區(qū)域。例如，在與延伸設(shè)置的源極布線重疊地設(shè)置源區(qū) 時(shí)，該區(qū)域用作源極布線，也用作源電極。因此，這種區(qū)域可以稱作 源電極也可以稱作源極布線.
另外，由與源電極相同的材料形成且與源電極連接的區(qū)域或連接 源電極和源電極的部分也可以稱作源電極。另外，與源區(qū)重疊的部分
也可以稱作源電極。同樣地，由與源極布線相同的材料形成且與源極 布線連接的區(qū)域也可以稱作源極布線。嚴(yán)密地說，這種區(qū)域有時(shí)沒有 與別的源電極連接的功能。然而，存在有由于制造效率等關(guān)系由與源
因此，這種區(qū)域也可以稱作源電極或源極布線。
另外，例如，連接源電極和源極布線的部分的導(dǎo)電膜可以稱作源 電極也可以稱作源極布線。
另外，源極端子是指源區(qū)、源電極或與源電極電連接的區(qū)域的一部分。
另外，漏極的定義與源極相同，從而省略其說明。
另外，在本發(fā)明中，半導(dǎo)體裝置是指具有包括半導(dǎo)體元件(晶體 管、二極管等)的電路的裝置。另外，也可以是利用半導(dǎo)體特性而能 夠工作的所有裝置。
另外，在本發(fā)明中，如"形成在某個(gè)物體之上"或"形成在......上，，
的"在......之上，，或"在......上"等記載不局限于與某個(gè)物體上直接接觸
的情況。它們也包括沒有直接接觸的情況，即中間夾有其他物質(zhì)的情
況。因此，例如"在層A之上(或?qū)覣上)形成有層B，，包括如下兩個(gè) 情況在層A上直接接觸地形成有層B的情況；在層A上直接接觸 地形成有另外的層(例如層C或?qū)覦等)，并且在其上直接接觸地形 成有層B的情況。另外，"在......上方"也同樣包括中間夾有另外的物
質(zhì)的情況，而不局限于在某個(gè)物質(zhì)上直接接觸的情況。因此，例如"在 層A的上方形成有層B"包括在層A上直接接觸地形成有層B的情 況；在層A上直接接觸地形成有另外的層(例如層C或?qū)覦等)， 并且在其上直接接觸地形成有層B的情況。另外，"在......之下，，或
"在......下方"也同樣，包括直接接觸的情況和沒有接觸的情況。
借助于本發(fā)明，在安裝在半導(dǎo)體裝置中的存儲器中，可以選擇性 地進(jìn)行各個(gè)位線的預(yù)充電。換言之，對與從存儲器的數(shù)據(jù)讀出無關(guān)的 位線不進(jìn)行預(yù)充電，從而可以制作安裝有低耗電量的存儲器的半導(dǎo)體 裝置。


圖1是本發(fā)明的掩模ROM的框圖2是實(shí)施方式1的預(yù)充電電路圖3是圖2的電路圖的時(shí)序圖4是在實(shí)施方式2中的預(yù)充電電路圖5是現(xiàn)有的掩模ROM的框圖6是現(xiàn)有的預(yù)充電電路圖7是圖6的電路圖的時(shí)序圖8A至8E示出使用本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)；
圖9示出使用本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)；
圖10示出使用本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)；
圖11A至11D示出使用本發(fā)明的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)；
圖12A至12C示出使用本發(fā)明的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)；
圖13A和13B示出使用本發(fā)明的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)；
圖14A至14C示出使用本發(fā)明的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)；
圖15A至15C示出使用本發(fā)明的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)；
圖16示出使用本發(fā)明的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)；
圖17A至17C示出使用本發(fā)明的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)；
圖18A至18C示出使用本發(fā)明的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)；
圖19A至19C示出使用本發(fā)明的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)；
圖20A和20B示出使用本發(fā)明的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)；
圖21A至21F示出使用本發(fā)明的實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的選擇圖為圖2。
具體實(shí)施例方式
下面，將參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式和實(shí)施例。但是， 本發(fā)明可以通過多種不同的方式來實(shí)施，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通人員可 以很容易地理解一個(gè)事實(shí)就是其方式和詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗
旨及其范圍下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被 解釋為僅限定在本實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。另外，在以下說明的附 圖中，使用相同的附圖標(biāo)記來表示相同的部分或具有相同功能的部分， 而省略其重復(fù)說明。 實(shí)施方式1
在下文中，使用圖l、圖2、圖3來描述本實(shí)施方式。圖l示出 本發(fā)明的掩模ROM的框圖。圖2示出擴(kuò)大了圖1中的區(qū)域lll的本 發(fā)明的電路圖。圖3示出圖2的電路圖的時(shí)序圖。另外，在本實(shí)施方 式中雖然描述存儲器單元是第2行第2列的存儲器，但是一般可以是 第n行第m列的存儲器(n、 m是自然數(shù))。
在本實(shí)施方式中，使用掩模ROM作為讀出數(shù)據(jù)的ROM的一個(gè) 例子來進(jìn)行說明。在圖1中，掩模ROM由地址信號線101、地址輸 入緩沖器102、行譯碼器103、地線104、存儲器矩陣105、讀使能信 號線106、開關(guān)電路107、預(yù)充電電路108、數(shù)據(jù)輸出緩沖器109、以 及數(shù)據(jù)信號線110構(gòu)成。
在圖1中，地址信號線101由10個(gè)地址信號線AO至A9構(gòu)成。 存儲器矩陣105由多個(gè)存儲器單元構(gòu)成。數(shù)據(jù)信號線110由8個(gè)數(shù)據(jù) 信號線D0至D7構(gòu)成。另外，這里所示的地址信號線101的數(shù)量和數(shù) 據(jù)信號線110的數(shù)量只是一個(gè)例子，而不局限于此。
接著，使用圖2對圖1中的掩模ROM的區(qū)域lll的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說 明。圖2所示的區(qū)域111由第n字線201、第n+l字線202、第m位 線203、第m+l位線204、布置在第n字線201和第m位線203的交 點(diǎn)的第n行第m列的存儲器單元205、布置在第n+l字線202和第m 位線203的交點(diǎn)的第n+l行第m列的存儲器單元206、布置在第n字 線201和第m+l位線204的交點(diǎn)的第n行第m+l列的存儲器單元207、 布置在第n+l字線202和第m+l位線204的交點(diǎn)的第n+l行第m+l 列的存儲器單元208、第m鎖存電路209、第m+l鎖存電路210、第 m模擬開關(guān)211、第m+l模擬開關(guān)212、第m選擇信號線213、笫m 反相選擇信號線214、第m+l選擇信號線215、第m+l反相選擇信號
線216、第m預(yù)充電電路217、第m+l預(yù)充電電路218、讀使能信號 線219、以及存儲器的輸出數(shù)據(jù)信號線220構(gòu)成。
另外，在本說明書中，將對應(yīng)于第n字線和笫m位線的交點(diǎn)而 布置的存儲器單元稱作第n行第m列的存儲器單元。
第n行第m列的存儲器單元205、第n+l行第m列的存儲器單 元206、第n行第m+l列的存儲器單元207、第n+l行第m+l列的存 儲器單元208分別由一個(gè)N溝道型晶體管構(gòu)成。這里，在第n行第m 列的存儲器單元205中，N溝道型晶體管的柵極電連接到第n字線201 ， 源極電連接到地線，并且漏極電連接到第m位線203。在第n+l行第 m列的存儲器單元206中，N溝道型晶體管的柵極電連接到第n+l字 線202，漏極電連接到第m位線203，而源極沒有電連接關(guān)系而處于 浮置狀態(tài)。在第n行笫m+l列的存儲器單元207中，N溝道型晶體管 的柵極電連接到第n字線201，源極電連接到地線，并且漏極電連接 到第m+l位線204。在第n+l行第m+l列的存儲器單元208中，N 溝道型晶體管的柵極電連接到第n+l字線202，源極電連接到地線， 并且漏極電連接到第m+l位線204。另外，第m預(yù)充電電路217和第 m+l預(yù)充電電路218由P溝道型晶體管構(gòu)成。第m預(yù)充電電路217 的P溝道型晶體管的柵極電連接到讀使能信號線219，源極電連接到 電源線221，并且漏極電連接到存儲器的輸出數(shù)據(jù)信號線220。第m+l 預(yù)充電電路218的P溝道型晶體管的柵極電連接到讀使能信號線219, 源極電連接到電源線222，并且漏極電連接到存儲器的輸出數(shù)據(jù)信號 線220。
第m選擇信號線213、第m反相選擇信號線214分別電連接到 第m模擬開關(guān)211。另外，通過使第m選擇信號線213的電位成為H 電平并且使第m反相選擇信號線214的電位成為L電平，而可以使第 m模擬開關(guān)211電導(dǎo)通或非導(dǎo)通。笫m+l選擇信號線215和第m+l 反相選擇信號線216分別電連接到第m+l模擬開關(guān)212。另外，通過 使第m+l選擇信號線215的電位成為H電平并且使第m+l反相選擇 信號線216的電位成為L電平，而可以使第m+l模擬開關(guān)電導(dǎo)通或非
導(dǎo)通。另外，通過譯碼存儲器地址信號中的特定位而生成第m選擇信 號線213的電位及第m+l的選擇信號線215的電位。換句話說，其中 任一個(gè)是H電平，而另一個(gè)是L電平。另外，在第m選擇信號線213 的電位是L電平時(shí)，第m反相選擇信號線214的電位是H電平，而 在第m選擇信號線213的電位是H電平時(shí)，第m反相選擇信號線214 的電位是L電平。同樣地，在第m+l的選擇信號線215的電位是L 電平時(shí)，第m+l反相選擇信號線216的電位是H電平，而在第m+l 選擇信號線215的電位是H電平時(shí)，第m+l反相選擇信號線216的 電位是L電平。
另外，圖3示出讀使能信號線219的電位、第m位線203的電 位、第m+l位線204的電位、第n字線201的電位、第n+l字線202 的電位、第m選擇信號線213的電位、第m+l選擇信號線215的電 位、以及存儲器的輸出數(shù)據(jù)信號線220的時(shí)序圖，并且各個(gè)電位對應(yīng) 于圖2的讀使能信號線219、第m位線203、第m+l位線204、笫n 字線201、第n+l字線202、第m選擇信號線213、第m+l選擇信號 線215、以及存儲器的輸出數(shù)據(jù)信號線220的電位。
另外，在圖3中，Sl-l是第一預(yù)充電期間、Sl-2是第一讀出期 間、S2-l是第二預(yù)充電期間、S2-2是第二讀出期間、S3-l是第三預(yù)充 電期間、S3-2是第三讀出期間、S4-l是笫四預(yù)充電期間、以及S4-2 是第四讀出期間。
接著說明圖2所示的存儲器的工作。最初說明讀出在第n行第m 列的存儲器單元205中的數(shù)據(jù)的情況。
首先，在第一預(yù)充電期間Sl-l中使讀使能信號線219的電位成 為L電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路217和第m+l預(yù)充電電路218的 P溝道型晶體管的柵極的電位成為L電平。另外，使第n字線201的 電位和第n+l字線202的電位成為L電平。
而且，使第m選擇信號線213的電位成為H電平，并且使第m+l 選擇信號線215的電位成為L電平.此時(shí)，第m模擬開關(guān)211導(dǎo)通， 并且笫m+l模擬開關(guān)212非導(dǎo)通。因此，第m位線203的電位成為 H電平。另一方面，第m+l位線204的電位沒有改變。
另外，第m鎖存電路209保持笫m位線203的電位。換句話說，
保持H電平。上述是在第一預(yù)充電期間Sl-l中的預(yù)充電工作。
接著，在第一讀出期間Sl-2中使讀使能信號線219的電位成為
H電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路217和第m+l預(yù)充電電路218的P
溝道型晶體管的柵極電位成為L電平。
另外，使第n字線201成為H電平，以便讀出在第n行第m列
的存儲器單元205中的數(shù)據(jù)。此時(shí)，第n行第m列的存儲器單元205
和第n行第m+l列的存儲器單元207的N溝道型晶體管的柵極電位
成為H電平。
此時(shí)，由于第n行第m列的存儲器單元205的N溝道型晶體管 的源極電連接到地線，從而第m位線203的電位成為L電平。同樣地， 由于第n行第m+l列的存儲器單元207的N溝道型晶體管的源極電 連接到地線，從而第m+l位線204的電位成為L電平。
這里，第m模擬開關(guān)211導(dǎo)通，從而輸出數(shù)據(jù)信號線220的電 位與第m位線203的電位同樣地成為L電平。由此，在存儲器單元 205中的數(shù)據(jù)被讀出。上述是讀出在存儲器單元205中的數(shù)據(jù)的工作。
接著，對讀出在第n+l行第m列的存儲器單元206中的數(shù)據(jù)的 情況進(jìn)行說明。
首先，在第二預(yù)充電期間S2-l中，使讀使能信號線219成為L 電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路217和第m+l預(yù)充電電路218的P溝 道型晶體管的柵極電位成為L電平。另外，第n字線201和第n+l字 線202保持L電平的狀態(tài)，而沒有改變。
而且，使第m選擇信號線213成為H電平，而使第m+l選擇信 號線215成為L電平。此時(shí)，第m模擬開關(guān)211導(dǎo)通，而第m+l模 擬開關(guān)212非導(dǎo)通。因此，第m位線203的電位成為H電平，另外， 笫m+l位線204的電位成為L電平.
另外，第m鎖存電路209保持笫m位線203的電位。換句話說， 保持H電平。同樣地，第m+l鎖存電路210保持第m+l位線204的
電位。換句話說，保持L電平。上述是在第二預(yù)充電期間S2-l中的預(yù) 充電工作。
接著，在第二讀出期間S2-2中，使讀使能信號線219的電位成 為H電平。此時(shí)，第m預(yù)充電電路217和第m+l預(yù)充電電路218的 P溝道型晶體管的柵極電位成為L電平。
另外，使第n+l字線202的電位成為H電平，以便讀出在第n+l 行m列的存儲器單元206中的數(shù)據(jù)。此時(shí)，第n+l行第m列的存儲 器單元206和第n+l行第m+l列的存儲器單元208的N溝道型晶體 管的柵極電位成為H電平。
此時(shí)，由于在第n+l行第m列的存儲器單元206中的N溝道型 晶體管的源極沒有連接關(guān)系，從而第m位線203的電位成為H電平。 另一方面，由于在第n+l行第m+l列的存儲器單元208中的N溝道 型晶體管的源極電連接到地線，從而第m+l位線204的電位成為L 電平。
這里，由于第m模擬開關(guān)211導(dǎo)通，從而輸出數(shù)據(jù)信號線220 的電位與第m位線203的電位同樣地成為H電平 由此，在存儲器 單元206中的數(shù)據(jù)被讀出。上述是讀出在存儲器單元206中的數(shù)據(jù)的 工作。
以下同樣地，在第三預(yù)充電期間S3-l中進(jìn)行預(yù)充電工作，在第 三讀出期間S3-2中讀出第n行第m+l列的存儲器單元207中的數(shù)據(jù)。 同樣地，在第四預(yù)充電期間S4-l中進(jìn)行預(yù)充電工作，在第四讀出期間 S4-2中讀出第n+l行第m+l列的存儲器單元208中的數(shù)據(jù)。
上述是圖2所示的存儲器的工作。
另外說明與圖5至圖7所示的現(xiàn)有的ROM的讀出數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)相 比，本發(fā)明的ROM的讀出數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)點(diǎn)。
在作為現(xiàn)有的例子的掩模ROM的電^——圖6的電路中，如圖 7的時(shí)序圖所示，第m位線603兩次成為H電平，而第m+l位線604 四次成為H電平。另一方面，在圖2的電路中，如圖3的時(shí)序圖所示， 第m位線203的電位一次成為H電平，而第m+l位線204的電位三
次成為H電平。換句話說，本發(fā)明可以免去進(jìn)行不需要的預(yù)充電。亦 即，可以降低耗電量。通過采用上述結(jié)構(gòu)，可以提供安裝有存儲器且 實(shí)現(xiàn)低耗電量的半導(dǎo)體裝置。
另外，本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式、實(shí)施例適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施。
實(shí)施方式2
在本實(shí)施方式中，對與上述實(shí)施方式1所說明的結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu) 進(jìn)行說明。
注意，由于本實(shí)施方式中的掩模ROM的結(jié)構(gòu)的框圖與實(shí)施方式 l的圖l所示的結(jié)構(gòu)相同，所以在本實(shí)施方式中，援用實(shí)施方式l所 記栽的對于圖1的說明來進(jìn)行說明。
另外，圖4是本實(shí)施方式中的掩模ROM的電路圖。在本實(shí)施方 式中，實(shí)施方式1所示的圖1中的區(qū)域111由第n字線201、第n+l 字線202、第m位線203、第m+l位線204、布置在第n字線201和 第m位線203的交點(diǎn)的第n行第m列的存儲器單元205、布置在第 n+l字線202和第m位線203的交點(diǎn)的第n+l行第m列的存儲器單 元206、布置在第n字線201和第m+l位線204的交點(diǎn)的第n行第 m+l列的存儲器單元207、布置在第n+l字線202和第m+l位線204 的交點(diǎn)的第n+l行第m+l列的存儲器單元208、第m鎖存電路209、 第m+l鎖存電路210、第m模擬開關(guān)211、第m+l模擬開關(guān)212、第 m選擇信號線213、第m反相選擇信號線214、第m+l選擇信號線215、 第m+l反相選擇信號線216、預(yù)充電電路401、讀使能信號線219、 以及存儲器的輸出數(shù)據(jù)信號線220構(gòu)成。
第n行第m列的存儲器單元205、第n+l行第m列的存儲器單 元206、第n行第m+l列的存儲器單元207、第n+l行第m+l列的存 儲器單元208分別由一個(gè)N溝道型晶體管構(gòu)成。這里，在第n行第m 列的存儲器單元205中，N溝道型晶體管的柵極電連接到第n字線201, 源極電連接到地線，并且漏極電連接到第m位線203。在笫n+l行第 m列的存儲器單元206中，N溝道型晶體管的柵極電連接到第n+l字
線202，漏極電連接到第m位線203，而源極沒有電連接關(guān)系而處于 浮置狀態(tài)。在第n行第m+l列的存儲器單元207中，N溝道型晶體管 的柵極電連接到第n字線201,源極電連接到地線，并且漏極電連接 到第m+l位線204。在第n+l行第m+l列的存儲器單元208中，N 溝道型晶體管的柵極電連接到第n+1字線202，源極電連接到地線， 并且漏極電連接到第m+l位線204。另外，預(yù)充電電路401由P溝道 型晶體管構(gòu)成。預(yù)充電電路401的P溝道型晶體管的柵極電連接到讀 使能信號線219，源極電連接到電源線402，并且漏極電連接到存儲器 的輸出數(shù)據(jù)信號線220。
第m選擇信號線213、第m反相選擇信號線214分別電連接到 第m模擬開關(guān)211。另外，通過使第m選擇信號線213的電位成為H 電平并且使第m反相選擇信號線214的電位成為L電平，而可以Y吏第 m模擬開關(guān)211電導(dǎo)通或非導(dǎo)通。第m+l選擇信號線215和第m+l 反相選擇信號線216分別電連接到第m+l模擬開關(guān)212。另外，通過 使第m+l選擇信號線215的電位成為H電平并且使第m+l反相選擇 信號線216的電位成為L電平，而可以使第m+l模擬開關(guān)212電導(dǎo)通 或非導(dǎo)通。另外，通過譯碼存儲器地址信號中的特定位而生成第m選 擇信號線213的電位及第m+l選擇信號線215的電位。換句話說，其 中任一個(gè)是H電平，而另一個(gè)是L電平。另外，在第m選擇信號線 213的電位是L電平時(shí)，第m反相選擇信號線214的電位是H電平， 而在第m選擇信號線213的電位是H電平時(shí)，第m反相選擇信號線 214的電位是L電平。同樣地，在第m+l選擇信號線215的電位是L 電平時(shí)，第m+l反相選擇信號線216的電位是H電平，而在笫m+l 選擇信號線215的電位是H電平時(shí)，第m+l反相選擇信號線216的 電位是L電平。
另外，圖4所示的掩模ROM的結(jié)構(gòu)的時(shí)序圖與實(shí)施方式l的圖 3所示的結(jié)構(gòu)相同，所以在本實(shí)施方式中，援用實(shí)施方式l所記栽的 對于圖3的說明來進(jìn)行其說明。
圖4的掩模ROM的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式l的圖2的結(jié)構(gòu)的不同之處 在于在實(shí)施方式1的圖2的結(jié)構(gòu)中對應(yīng)于各個(gè)位線而設(shè)置預(yù)充電電 路，而在圖4的掩模ROM中對應(yīng)于多個(gè)位線而設(shè)置一個(gè)預(yù)充電電路 401。
因此，在將實(shí)施方式l的掩模ROM的電路圖——圖2與實(shí)施方 式2的掩模ROM的電路圖——圖4相比，圖4中的預(yù)充電電路的晶 體管的數(shù)量少。圖2和圖4的掩模ROM的時(shí)序圖相同，對降低耗電 量具有相同的功能。因此，因?yàn)轭A(yù)充電電路的晶體管的數(shù)量少，所以 圖4的掩模ROM優(yōu)越于小型化。換句話說，可以認(rèn)為，與具有圖2 所示的掩模ROM的半導(dǎo)體裝置相比，具有圖4所示的掩模ROM的 半導(dǎo)體裝置可以提供進(jìn)一 步實(shí)現(xiàn)小型化的半導(dǎo)體裝置。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，可以提供安裝有存儲器的實(shí)現(xiàn)低耗電量且小 型化的半導(dǎo)體裝置。
另外，本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式、其他實(shí)施例自由地組合 來實(shí)施。
實(shí)施例1
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于具有存儲器的所有領(lǐng)域的電子 設(shè)備中。換句話說，本發(fā)明包括具有存儲器的電子設(shè)備。例如，作為 利用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備，可以舉出攝像機(jī)或數(shù)字照相機(jī) 等影像拍攝裝置、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻 再現(xiàn)裝置(汽車立體聲、音響組件等)、計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信 息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、便攜式游戲機(jī)或電子書等)、或者 具有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(具體地，能夠播放記錄介質(zhì)比如數(shù)字 通用光盤(DVD)等并且具有能夠顯示其圖像的顯示器的裝置)等。 圖8A至8E示出這些電子設(shè)備的具體例子。
圖8A和8B示出一種數(shù)字照相機(jī)。圖8B示出圖8A的背面。該 數(shù)字照相機(jī)包括框體2111、顯示部2112、鏡頭2U3、操作鍵2114、 以及快門按鈕2115等。此外，該數(shù)字照相機(jī)還具有可取出的存儲器 2116，并且具有將使用該數(shù)字照相機(jī)拍攝的數(shù)據(jù)存儲在存儲器2116 中的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于存儲器2116。
此外，圖8C示出一種移動(dòng)電話，其是移動(dòng)終端的一個(gè)代表例子。 該移動(dòng)電話包括框體2121、顯示部2122、以及操作鍵2123等。此外， 該移動(dòng)電話還具有可取出的存儲器2125,并且可以將該移動(dòng)電話的電 話號碼等的數(shù)據(jù)、圖像、音頻數(shù)據(jù)等存儲在存儲器2125中并再現(xiàn)。本 發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用于該存儲器2125。
此外，圖8D示出一種數(shù)字音響設(shè)備，其是音頻裝置的一個(gè)代表 例子。圖8D所示的數(shù)字音響設(shè)備包括主體2130、顯示部2131、存儲 器部2132、操作部2133、以及耳機(jī)2134等。另外，還可以使用頭戴 式耳機(jī)或無線耳機(jī)而代替耳機(jī)2134。將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以用于 存儲器部2132。例如，可以通過使用存儲容量為20至200千兆字節(jié) (GB)的大容量存儲器來操作操作部2133,而存儲且再現(xiàn)圖像或音 頻(音樂)。另外，顯示部2131可以通過在黑色背景上顯示白色文字， 而抑制耗電量。這尤其在攜帶音響組件中是有效的。另外，存儲器部 2132還可以是可取出的結(jié)構(gòu)。
此外，圖8E示出電子書(也稱作電子紙)。該電子書包括主體 2141、顯示部2142、操作鍵2143、以及存儲器部2144。此外，該電 子書可以在主體2141內(nèi)部裝有調(diào)制解調(diào)器，并可以為以無線方式收發(fā) 信息的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以用于存儲器部2144。例如，可 以通過使用存儲容量為20至200千兆字節(jié)(GB )的存儲器操作操作 鍵2143，而存儲并再現(xiàn)圖像或音頻(音樂)。另外，存儲器部2144 還可以是可取出的結(jié)構(gòu)。
如上所述，本發(fā)明的應(yīng)用范圍很廣泛，只要其具有存儲器，就可 以應(yīng)用于所有領(lǐng)域的電子設(shè)備中。由于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置消耗低電 量，所以能夠在圖8A至8E所示的電池驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備中搬運(yùn)數(shù)據(jù)， 而不影響到電池驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
另外，本實(shí)施例可以與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施，
實(shí)施例2
近些年來，超小型IC芯片與用于無線通信的天線相結(jié)合的小型 半導(dǎo)體器件(下文中，也稱作無線芯片)引人矚目。通過使用無線通 信裝置(下文中稱作讀出/寫入器)發(fā)送和接收通信信號(工作磁場)， 數(shù)據(jù)可以被寫入到無線芯片或從無線芯片被讀出。
作為無線芯片的應(yīng)用領(lǐng)域，例如，可以舉出在流通業(yè)中的商品管 理。目前，使用條形碼等的商品管理是主流，然而，由于條形碼是以 光學(xué)方式讀出的，因此當(dāng)有屏蔽物時(shí)，數(shù)據(jù)就不能被讀出。另一方面， 由于無線芯片以無線方式讀出數(shù)據(jù)，所以只要通過無線的通信信號可 以穿過，即使有屏蔽物也可以讀出數(shù)據(jù)。因此，期待有更高效率、更 低成本等的商品管理。此外，期待廣泛的應(yīng)用，如車票、飛機(jī)票、自 動(dòng)付費(fèi)等。
隨著無線芯片的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，越來越需要具有更高功能的無 線芯片。例如，期待通過加密被收發(fā)的數(shù)據(jù)來防止數(shù)據(jù)泄漏給第三方。 存在利用硬件執(zhí)行譯碼/編碼處理的方法、利用軟件執(zhí)行譯碼/編碼處 理的方法、以及并用軟硬件執(zhí)行譯碼/編碼處理的方法。在利用硬件的 處理方法中，運(yùn)算電路由譯碼/編碼專用電路構(gòu)成。在利用軟件的處理
方法中，運(yùn)算電路由CPU (中央處理器)和大規(guī)模存儲器構(gòu)成，并且 用CPU執(zhí)行譯碼/編碼程序。在并用軟硬件的處理方法中，運(yùn)算電路 由專用電路、CPU和存儲器構(gòu)成，該專用電路執(zhí)行一部分譯碼/編碼 的運(yùn)算處理，而CPU執(zhí)行其他運(yùn)算處理程序。無論哪種方法都要在無 線芯片中安裝大規(guī)模存儲器。通過應(yīng)用本發(fā)明，可以避免隨著存儲 器容量的增加，耗電量提高。
在本實(shí)施例中，使用圖9和圖IO描述具有加密功能的無線芯片 作為本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的例子。圖9是無線芯片的框圖，而圖10 是無線芯片的布局圖。
首先，使用圖9描述無線芯片的框圖結(jié)構(gòu)。在圖9中，無線芯片 1001由運(yùn)算電路1006和模擬部1015構(gòu)成，所述運(yùn)算電路1006包括 CPU 1002、 ROM 1003、 RAM 1004和控制器1005，并且所述模擬部 1015包括天線1007、諧振電路1008、電源電路1009、復(fù)位電路IOIO、 時(shí)鐘產(chǎn)生電路1011、解調(diào)電路1012、調(diào)制電路1013和電源管理電路 1014?？刂破?005由CPU接口 (CPUIF) 1016、控制寄存器1017、
代碼抽出電路1018和編碼電路1019構(gòu)成。注意，在圖9中，為簡化 說明，通信信號分別表示為接收信號1020和發(fā)送信號1021;然而， 它們實(shí)際上被結(jié)合以構(gòu)成一個(gè)信號，而且該信號同時(shí)在無線芯片1001 和讀出/寫入器之間被收發(fā)。在接收信號1020被天線1007和諧振電路 1008接收之后，被解調(diào)電路1012解調(diào)。此外，發(fā)送信號1021被調(diào)制 電路1013調(diào)制，然后被天線1007發(fā)送。
在圖9中，當(dāng)無線芯片1001置于由通信信號產(chǎn)生的磁場內(nèi)時(shí)， 由天線1007和諧振電路1008產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。感應(yīng)電動(dòng)勢被保持在 電源電路1009的電容器中，另夕卜，通過電容器穩(wěn)定電位，而且該感應(yīng) 電動(dòng)勢作為電源電壓被供給無線芯片1001的各個(gè)電路。復(fù)位電路1010 為整個(gè)無線芯片1001生成初始復(fù)位信號。例如，復(fù)位電路1010生成 在電源電壓升高之后延遲升高的信號作為復(fù)位信號。時(shí)鐘產(chǎn)生電路 1011相應(yīng)于由電源管理電路1014產(chǎn)生的控制信號改變時(shí)鐘信號的頻 率和占空比。解調(diào)電路1012檢測ASK系統(tǒng)的接收信號1020的振幅變 化作為接收數(shù)據(jù)1022 "0"/"l"。解調(diào)電路1012例如為低通濾波器。此 外，調(diào)制電路1013通過改變ASK方式的發(fā)送信號1021的振幅發(fā)送所 發(fā)送的數(shù)據(jù)。例如，在發(fā)送數(shù)據(jù)1023為"0，，的情況下，諧振電路1008 的諧振點(diǎn)改變，從而改變通信信號的振幅。電源管理電路1014監(jiān)控從 電源電路1009供給運(yùn)算電路1006的電源電壓或者運(yùn)算電路1006中的 電流消耗，從而產(chǎn)生控制信號，該控制信號用于在時(shí)鐘產(chǎn)生電路1011 中改變時(shí)鐘信號的頻率和占空比。
下面描述本實(shí)施例的無線芯片的工作。首先，無線芯片1001接 收從讀出/寫入器發(fā)送的具有密文數(shù)據(jù)的接收信號1020。在接收信號 1020被解調(diào)電路1012解調(diào)之后，被代碼抽出電路1018分離為控制指 令、密文數(shù)據(jù)等，然后被存儲到控制寄存器1017中。這里，控制指令 是用于指定無線芯片1001的響應(yīng)的數(shù)據(jù)，例如，指定了唯一ID號的 發(fā)送、工作停止、譯碼等。這里，假設(shè)接收到用于譯碼的控制指令。
接下來，在運(yùn)算電路1006中，CPU 1002根據(jù)存儲在ROM 1003 中的譯碼程序利用預(yù)先存儲在ROM 1003中的私鑰1024譯碼密文。
所譯碼的密文(譯碼文敗存儲在控制寄存器1017中。此時(shí)，RAM 1004 被用作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。注意，CPU 1002經(jīng)由CPU接口 1016訪問ROM 1003、 RAM 1004和控制寄存器1017。 CPU接口 1016具有根據(jù)CPU 1002所需的地址產(chǎn)生相對于ROM 1003、 RAM 1004和控制寄存器 1017中任一個(gè)的訪問信號的功能。
最后，在編碼電路1019中，從譯碼文生成發(fā)送數(shù)據(jù)1023并且通 過調(diào)制電路1013調(diào)制它，而且從天線1007將發(fā)送信號1021發(fā)送到讀 出/寫入器。
另外，在本實(shí)施例中，雖然描述了使用軟件的處理方法作為運(yùn)算 方法，即運(yùn)算電路由CPU和大規(guī)模存儲器構(gòu)成并且通過CPU執(zhí)行程 序的方法；然而，也可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)倪x擇運(yùn)算方法并基于該方法 構(gòu)成運(yùn)算電路。例如，作為運(yùn)算方法，還存在使用硬件的處理方法和 并用軟硬件的方法。在使用硬件的處理方法中，使用由只進(jìn)行特定處 理的專用電路構(gòu)成的運(yùn)算電路來執(zhí)行運(yùn)算處理。在并用軟硬件的方法 中，運(yùn)算電路由專用電路、CPU和存儲器構(gòu)成，所述專用電路執(zhí)行一 部分運(yùn)算處理，而CPU執(zhí)行其他運(yùn)算處理程序即可。
接下來，使用圖IO描述無線芯片的布局結(jié)構(gòu)。注意，在圖10中， 相當(dāng)于圖9中所示的元件的元件由相同的附圖標(biāo)記表示，因此省略其 說明。
在圖IO中，F(xiàn)PC焊盤(pad) 1107是用于將FPC (撓性印刷電 路)附著到無線芯片1001上的電極焊盤組，而天線突起(bump )1108 是用于附著天線(未圖示)的電極焊盤。注意，當(dāng)附著天線時(shí)，可以 向天線突起1108施加超壓。因此，優(yōu)選不將晶體管等構(gòu)成電路的元件 布置在天線突起1108之下。
FPC焊盤1107主要在用于缺陷分析時(shí)有效。在無線芯片中，電 源電壓是通過通信信號獲取的，所以，例如在天線或電源電路中產(chǎn)生 缺陷時(shí)運(yùn)算電路完全不工作。因此，缺陷分析相當(dāng)困難。然而，通過 從FPC經(jīng)由FPC焊盤1107向無線芯片1001供給電源電壓并且輸入 一個(gè)任意的電信號來替代從天線供給的電信號，就可以使運(yùn)算電路工作。因此，可以有效地執(zhí)行缺陷分析。
另外，更為有效的是布置FPC焊盤1107,使得能夠執(zhí)行利用 探測器的測量。具體來說，在FPC焊盤1107中，通過根據(jù)探測器探 針的間距布置電極焊盤，能夠進(jìn)行利用探測器的測量。通過利用探測 器，在缺陷分析時(shí)可以減少用于附著FPC的工序。此外，即使在襯底 之上形成多個(gè)無線芯片的狀態(tài)下也能執(zhí)行測量；因此，也可以減少分 成各個(gè)無線芯片的工序。此外，在大規(guī)模生產(chǎn)中在附著天線的步驟之 前可以執(zhí)行無線芯片的質(zhì)量檢查。因此，在生產(chǎn)流程中的較早階段可 以篩去有缺陷的次品，從而可以降低生產(chǎn)成本。
另外，本實(shí)施例可以與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施。換句話 說，在作為半導(dǎo)體裝置的安裝在無線芯片中的存儲器中，可以選擇性 地預(yù)充電各個(gè)位線。換言之，通過對與從存儲器的數(shù)據(jù)讀出無關(guān)的位 線不預(yù)充電，而可以提供安裝有低耗電量的存儲器的半導(dǎo)體裝置。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，對上述實(shí)施例所示的無線芯片的制造方法進(jìn)行說 明。構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的無線芯片的各個(gè)電路可以由薄膜晶體管制造。 本實(shí)施例示出如下方法，即由薄膜晶體管形成構(gòu)成無線芯片的電路， 并且將該電路從用于制造薄膜晶體管的襯底轉(zhuǎn)移到具有柔性的襯底 上，以制造具有柔性的無線芯片。
在本實(shí)施例中，有代表性地示出構(gòu)成反相器等的P溝道型TFT (也稱作Pch-TFT ) 、 N溝道型TFT (也稱作Nch-TFT )、以及薄膜 晶體管上的天線來作為構(gòu)成無線芯片的電路。在下文中使用圖IIA至 圖13B所示的截面圖說明無線芯片的制造方法。
首先，在襯底1301的一個(gè)表面上中間夾著絕緣膜1302形成剝離 層1303，接著層疊形成用作基底膜的絕緣膜1304和半導(dǎo)體膜1305(例 如，包括非晶硅的膜)(參照圖11A).另外，絕緣膜1302、剝離層 1303、絕緣膜1304、以及非晶半導(dǎo)體膜1305可以連續(xù)形成。
襯底1301是選自玻璃襯底、石英襯底、金屬村底(例如，不銹 鋼襯底等)、陶瓷襯底、硅襯底等半導(dǎo)體村底等中的村底。另外，作 為塑料襯底，可以選擇聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸 乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、以及丙烯等的襯底。另外，在 本工序中，中間夾著絕緣膜1302在襯底1301的整個(gè)表面上形成剝離 層1303，但是也可以根據(jù)需要在襯底1301的整個(gè)表面上設(shè)置剝離層 之后，通過光刻法選擇性地形成剝離層。
絕緣膜1302、絕緣膜1304通過使用CVD法或?yàn)R射法等并且使 用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy) ( x>y>0 )、氮氧化硅(SiNxOy)
(x>y>0)等絕緣材料形成。例如，在將絕緣膜1302、絕緣膜1304形 成為雙層結(jié)構(gòu)的情況下，優(yōu)選形成氮氧化硅膜作為第一層絕緣膜，并 且形成氧氮化硅膜作為第二層絕緣膜。此外，也可以形成氮化硅膜作 為第一層絕緣膜，并且形成氧化硅膜作為第二層絕緣膜。絕緣膜1302 用作防止雜質(zhì)元素從襯底1301混入到剝離層1303或形成在其上的元 件中的阻擋層，而絕緣膜1304用作防止雜質(zhì)元素從襯底1301、剝離 層1303混入到形成在剝離層1303上的元件中的阻擋層。如此，通過 形成用作阻擋層的絕緣膜1302、 1304，可以防止襯底1301中的Na 等的堿金屬或堿土金屬、以及剝離層1303中的雜質(zhì)元素將負(fù)面影響帶 給要形成在剝離層1303上的元件。另外，在使用石英作為襯底1301 的情況下，也可以不形成絕緣膜1302、 1304。
剝離層1303可以釆用金屬膜、以及金屬膜和金屬氧化膜的疊層 結(jié)構(gòu)等。金屬膜可以以單層或疊層形成由如下材料構(gòu)成的膜選自鴒
(W )、鉬(Mo )、鈦(Ti)、鉭(Ta )、鈮(Nb )、鎳(Ni)、 鈷(Co)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、釕(Ru)、銠(Rh )、釔(Pd )、 鋨(Os)、以及銥(Ir)中的元素，或以上述元素為主要成分的合金 材料或化合物材料。此外，這些材料可以使用濺射法或等離子體CVD 法等各種CVD法等形成。作為金屬膜和金屬氧化膜的疊層結(jié)構(gòu)，通 過在形成上述金屬膜之后，在氧氣氣氛中或在N20氣氛中進(jìn)行等離子 體處理并且在氧氣氣氛中或在N20氣氛中進(jìn)行加熱處理，而可以在金 屬膜的表面上設(shè)置該金屬膜的氧化物或氧氮化物。例如，在使用濺射 法或CVD法等設(shè)置鎢膜作為金屬膜的情況下，通過對鎢膜進(jìn)行等離
子體處理，可以在鎢膜的表面上形成由鎢氣化物構(gòu)成的金屬氧化膜，
在此情況下，鎢的氧化物以WOx表示，其中x為2至3。有如下情況 x為2 ( W02) 、 x為2.5 (W205) 、 x為2.75 ( W40 )、以及x為3 (W03)等。當(dāng)形成鎢的氧化物時(shí)，對上面舉出的x值沒有特別的限 制，優(yōu)選基于蝕刻速率等來決定形成哪一種氧化物。另外，例如也可 以在形成金屬膜(例如，鴒)之后，通過濺射法在該金屬膜上設(shè)置氧 化硅(Si02)等的絕緣膜，并且在金屬膜上形成金屬氧化物(例如， 在鴒上形成鴒氧化物)。此外，作為等離子體處理，例如也可以進(jìn)行 上述高密度等離子體處理。另外，除了金屬氧化膜以外，也可以使用 金屬氮化物或金屬氧氮化物。在此情況下，在氮?dú)鈿夥罩谢虻獨(dú)夂脱?氣氣氛中對金屬膜進(jìn)行等離子體處理或加熱處理即可。
通過濺射法、LPCVD法、等離子體CVD法等以25至200nm(優(yōu) 選以30至150nm)的厚度形成非晶半導(dǎo)體膜1305。
接著，對非晶半導(dǎo)體膜1305照射激光束來進(jìn)行晶化。另外，也 可以使用組合激光束的照射、利用RTA或退火爐的熱晶化法、以及 利用促進(jìn)晶化的金屬元素的熱晶化法的方法等進(jìn)行非晶半導(dǎo)體膜 1305的晶化。之后，將得到的結(jié)晶半導(dǎo)體膜蝕刻成所希望的形狀，由 此形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜1305a至1305f,并且覆蓋該半導(dǎo)體膜1305a至 1305f地形成柵極絕緣膜1306 (參照圖11B)。
柵極絕緣膜1306通過使用CVD法或?yàn)R射法等并且使用氧化硅、 氮化硅、氧氮化硅(SiOxNy) ( x>y>0 )、氮氧化硅(SiNxOy ) ( x>y>0 ) 等絕緣材料形成。例如，在將柵極絕緣膜1306形成為雙層結(jié)構(gòu)的情況 下，優(yōu)選形成氧氮化硅膜作為第一層絕緣膜，并且形成氮氧化硅膜作 為第二層絕緣膜。此外，也可以形成氧化硅膜作為第一層絕緣膜，并 且形成氮化硅膜作為第二層絕緣膜。
在下文中，簡單地描述結(jié)晶半導(dǎo)體膜1305a至1305f的制造工序 的一個(gè)例子。首先，使用等離子體CVD法形成50至60nm厚的非晶 半導(dǎo)體膜。接下來，將包含鎳一促進(jìn)晶化的金屬元素的溶液保持在 非晶半導(dǎo)體膜上，然后對非晶半導(dǎo)體膜進(jìn)行脫氫處理(在500。C下，
一個(gè)小時(shí))和熱晶化處理(在550。C下，四個(gè)小時(shí))，以形成結(jié)晶半 導(dǎo)體膜。之后，照射激光束并且使用光刻法，來形成結(jié)晶半導(dǎo)體膜 1305a至1305f。另外，也可以只通過激光束的照射進(jìn)行非晶半導(dǎo)體膜 的晶化，而不進(jìn)行使用促進(jìn)晶化的金屬元素的熱晶化。
作為用于晶化的激光振蕩器，可以使用連續(xù)振蕩型的激光束(CW 激光束)或脈沖振蕩型的激光束(脈沖激光束)。這里可以使用的激 光束是從選自如下激光器的一種或多種中振蕩出來的激光束氣體激 光器如Ar激光器、Kr激光器、受激準(zhǔn)分子激光器等；以將Nd、 Yb、 Cr、 Ti、 Ho、 Er、 Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶 的YAG、 YV04、鎂橄欖石(Mg2SK)4) 、 YAK GdV04、或者多 晶(陶瓷)的YAG、 Y203、 YV04、 YA103和GdV04作為介質(zhì)的激光 器；玻璃激光器；紅寶石激光器；變石激光器；Ti:藍(lán)寶石激光器；銅 蒸汽激光器；以及金蒸汽激光器。通過照射上述激光束的基波以及該 基波的第二至第四高次諧波的激光束，可以獲得粒徑大的結(jié)晶。例如， 可以使用Nd:YV04激光(基波為1064nm)的第二高次諧波(532nm ) 或第三高次諧波(355nm)。此時(shí)，激光的功率密度需要0.01至 100MW/cm2左右(優(yōu)選為0.1至10MW/cm2)。并且，以掃描速度為 10至2000cm/sec左右來進(jìn)行照射。另外，以將Nd、 Yb、 Cr、 Ti、 Ho、 Er、 Tm和Ta中的一種或多種作為摻雜劑添加的單晶的YAG、 YV04、鎂橄欖石(Mg2SiOj 、 YA103和GdV04、或者多晶(陶瓷) 的YAG、 Y203、 YV04、 YA103和GdV04作為介質(zhì)的激光器；Ar離 子激光器；以及Ti:藍(lán)寶石激光器都可以使激光連續(xù)振蕩，也可以通過 進(jìn)行Q開關(guān)工作或鎖模等來以10MHz以上的振蕩頻率使激光脈沖振 蕩。當(dāng)以10MHz以上的振蕩頻率使激光束振蕩時(shí)，在從半導(dǎo)體膜被 激光熔融到固化的期間中，下一個(gè)脈沖被照射到半導(dǎo)體膜。因此，與 使用低振蕩頻率的脈沖激光器的情況不同，可以在半導(dǎo)體膜中連續(xù)移 動(dòng)固體和液體的界面，因此，可以獲得向掃描方向連續(xù)成長的晶粒.
此外，可以對半導(dǎo)體膜1305a至1305f進(jìn)行所述的高密度等離子 體處理，使表面氧化或氮化來形成柵極絕緣膜1306。例如，通過引入
了稀有氣體諸如He、 Ar、 Kr、 Xe等與氧、氧化氮(N02)、氨、氮、 氫等的混合氣體的等離子體處理形成。通過微波的引入進(jìn)行在此情況 下的等離子體的激發(fā)，可以以低電子溫度生成高密度的等離子體。由 通過該高密度等離子體生成的氧基(還有包括OH基的情況)或氮基 (還有包括NH基的情況)，可以使半導(dǎo)體膜的表面氧化或氮化。
通過如上所述的使用高密度等離子體的處理，1至20nm代表為 5至10nm的絕緣膜被形成在半導(dǎo)體膜上。在此情況下的反應(yīng)為固相 反應(yīng)，所以可以使所述絕緣膜和半導(dǎo)體膜的界面態(tài)密度極為低。這種 高密度等離子體處理由于使半導(dǎo)體膜(結(jié)晶硅或多晶硅)直接氧化(或 氮化)，所以可以使被形成的絕緣膜的厚度的不均勻性極為小。加上， 即使在結(jié)晶硅的晶粒界面氧化也不會加強(qiáng)，所以成為很理想的狀態(tài)。 即，通過這里所示的高密度等離子體處理使半導(dǎo)體膜的表面固相氧化， 可以形成均勻性好且界面態(tài)密度低的絕緣膜，而不使在晶粒界面產(chǎn)生 異常的氧化反應(yīng)。
柵極絕緣膜可以僅僅使用通過高密度等離子體處理形成的絕緣 膜，還可以在其上利用等離子體或熱反應(yīng)的CVD法淀積氧化硅、氧 氮化硅、氮化硅等的絕緣膜來層疊。在任何情況下，也可以減小晶體 管的特性的不均勻性，所述晶體管是在其柵極絕緣膜的一部分或所有 部分包括通過高密度等離子體形成的絕緣膜而形成的。
此外，通過對半導(dǎo)體膜照射連續(xù)振蕩激光或以lOMHz以上的頻 率振蕩的激光束并使它向一個(gè)方向掃描而進(jìn)行晶化得到的半導(dǎo)體膜 1305a至1305f具有結(jié)晶向其光束的掃描方向成長的特性。通過將其 掃描方向?qū)?yīng)于溝道長度方向(當(dāng)形成溝道形成區(qū)域時(shí)載流子所流過 的方向)地設(shè)置晶體管，并且組合上述柵極絕緣層，可以得到一種特 性不均勻性小且場效應(yīng)遷移率大的薄膜晶體管(TFT)。
接下來，在柵極絕緣膜1306上層疊形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電 膜。這里，笫一導(dǎo)電膜通過CVD法或賊射法等以20至100nm的厚度 形成。第二導(dǎo)電膜以100至400nm的厚度形成。第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo) 電膜由選自鉭(Ta)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鋁(Al)、
銅(Cu)、鉻(Cr)、鈮(Nb)等中的元素；以上述元素為主要成 分的合金材料或化合物材料形成?？蛇x擇地，第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電 膜由以摻雜磷等的雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料形成。作為 第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜組合的實(shí)例，可以給出氮化鉭膜和鵠膜、氮 化鵠膜和鎢膜或者氮化鉬膜和鉬膜等。由于鴒和氮化鉭具有高耐熱性， 所以可以在形成第一導(dǎo)電膜和第二導(dǎo)電膜之后進(jìn)行目的為熱激活的加 熱處理。此外，在不是雙層結(jié)構(gòu)而是三層結(jié)構(gòu)的情形中，優(yōu)選釆用由 鉬膜、鋁膜和鉬膜組成的疊層結(jié)構(gòu)。
接下來，通過光刻法形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，并且進(jìn)行用于形 成柵電極和柵極線的蝕刻處理，以在半導(dǎo)體膜1305a至1305f的上方 形成柵電極1307。這里示出以疊層結(jié)構(gòu)設(shè)置第一導(dǎo)電膜1307a和第二 導(dǎo)電膜1307b作為柵電極1307的例子。
接著，使用柵電極1307作為掩模通過離子摻雜法或離子注入法 低濃度地將賦予n型的雜質(zhì)元素添加到半導(dǎo)體膜1305a至1305f中， 之后通過光刻法選擇性地形成由抗蝕劑構(gòu)成的掩模，高濃度地添加賦 予p型的雜質(zhì)元素。作為賦予n型的雜質(zhì)元素，可以使用磷(P)或 砷(As)等。作為賦予p型的雜質(zhì)元素，可以使用硼(B)、鋁(Al) 或鎵(Ga)等。這里，作為賦予n型的雜質(zhì)元素使用磷(P)，以lxl015 至lxlO"/cn^的濃度被包含地在半導(dǎo)體膜1305a至1305f中選擇性地 引入它，以形成呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)區(qū)1308。另外，作為賦予p型的雜質(zhì) 元素使用硼(B)，以lxlO"至lxlO,ci^的濃度被包含地在半導(dǎo)體 膜1305c和1305e中選擇性地引入它，以形成呈現(xiàn)p型的雜質(zhì)區(qū)1309 (參照圖11C)。
接著，覆蓋柵極絕緣膜1306和柵電極1307地形成絕緣膜。絕緣 膜通過等離子體CVD法或?yàn)R射法等以單層或疊層形成包含硅、硅的 氧化物或硅的氮化物等無機(jī)材料的膜、或者包含有機(jī)樹脂等有機(jī)材料 的膜來形成。接著，通過以垂直方向?yàn)橹黧w的各向異性蝕刻選擇性地 蝕刻所述絕緣膜，以形成與柵電極1307的側(cè)面接觸的絕緣膜1310(也 稱作側(cè)壁)。使用絕緣膜1310作為當(dāng)形成LDD (輕摻雜漏)區(qū)時(shí)的
摻雜用掩模。
接著，使用通過光刻法形成的由抗蝕劑構(gòu)成的掩模、柵電極1307 及絕緣膜1310作為掩模，將賦予n型的雜質(zhì)元素高濃度地添加到半導(dǎo) 體膜1305a、 1305b、 1305d、 1305f中，以形成呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)區(qū)1311。 這里，使用磷(P辨為賦予n型的雜質(zhì)元素，并且以lxlO"至lxlO,cm3 的濃度被包含地在半導(dǎo)體膜1305a、 1305b、 1305d、 1305f中選擇性地 引入它，以形成呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)區(qū)1311，該雜質(zhì)區(qū)的濃度高于雜質(zhì)區(qū) 1308的濃度。
通過上述工序，形成N溝道型薄膜晶體管1300a、 1300b、 1300d、 1300f、以及P溝道型薄膜晶體管1300c、 1300e (參照圖11D)。
N溝道型薄膜晶體管1300a在與柵電極1307重疊的半導(dǎo)體膜 1305a的區(qū)域形成有溝道形成區(qū)、在與柵電極1307及絕緣膜1310沒 有重疊的區(qū)域形成有構(gòu)成源區(qū)或漏區(qū)的雜質(zhì)區(qū)1311、并且在與絕緣膜 1310重疊的區(qū)域且在溝道形成區(qū)和雜質(zhì)區(qū)1311之間形成有低濃度雜 質(zhì)區(qū)(LDD區(qū))。另夕卜，在N溝道型薄膜晶體管1300b、 1300d、 1300f 也同樣形成有溝道形成區(qū)、低濃度雜質(zhì)區(qū)及雜質(zhì)區(qū)1311.
P溝道型薄膜晶體管1300c在與柵電極1307重疊的半導(dǎo)體膜 1305c的區(qū)域形成有溝道形成區(qū)、在與柵電極1307沒有重疊的區(qū)域形 成有構(gòu)成源區(qū)或漏區(qū)的雜質(zhì)區(qū)1309。另外，P溝道型薄膜晶體管1300e 也同樣地形成有溝道形成區(qū)及雜質(zhì)區(qū)1309。另外，這里，在P溝道型 薄膜晶體管1300c、 1300e中沒有設(shè)置LDD區(qū)，但可以在P溝道型薄 膜晶體管中設(shè)置LDD區(qū)，也可以在N溝道型薄膜晶體管中不設(shè)置LDD 區(qū)。
接著，覆蓋半導(dǎo)體膜1305a至1305f、以及柵電極1307等地以單 層或疊層形成絕緣膜，并且在該絕緣膜上形成導(dǎo)電膜1313，該導(dǎo)電膜 1313與形成薄膜晶體管1300a至1300f的源區(qū)或漏區(qū)的雜質(zhì)區(qū)1309、 1311電連接(參照圖12A)。絕緣膜通過CVD法、濺射法、SOG法、 液滴噴射法、絲網(wǎng)印刷法等使用硅的氧化物或硅的氮化物等無機(jī)材料； 聚跣亞胺、聚酰胺、苯丙環(huán)丁烯、丙烯、以及環(huán)氧等有機(jī)材料；或硅
氧烷材料等以單層或疊層形成。這里，以雙層設(shè)置該絕緣膜，形成氮
氧化硅膜作為第一層絕緣膜1312a，并且形成氧氮化硅膜作為第二層 絕緣膜1312b。另外，導(dǎo)電膜1313可以形成薄膜晶體管1300a至1300f 的源電極或漏電極。
另外，優(yōu)選在形成絕緣膜1312a、 1312b之前或在形成絕緣膜 1312a、 1312b中的一個(gè)或多個(gè)薄膜之后進(jìn)行以恢復(fù)半導(dǎo)體膜的結(jié)晶 性、添加到半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)元素的活化、以及半導(dǎo)體膜的氫化為目 的的加熱處理。優(yōu)選將熱退火法、激光退火法、或RTA法等用于加 熱處理。
導(dǎo)電膜1313通過CVD法或賊射法等并且使用選自鋁(Al)、鴒 (W )、鈥(Ti)、鉭(Ta )、鉬(Mo )、鎳(Ni)、柏(Pt)、銅 (Cu)、金(Au)、銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)、 硅(Si)中的元素、或以上述元素為其主要成分的合金材料或化合物 材料以單層或疊層形成。以鋁為其主要成分的合金材料，例如相當(dāng)于 其主要成分是鋁且含鎳的材料、或者主要成分是鋁且含鎳以及碳和硅 中的一方或雙方的合金材料。作為導(dǎo)電膜1313，例如優(yōu)選采用阻擋膜、 鋁-硅(Al-Si)膜和阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)；或者阻擋膜、鋁-硅(Al-Si) 膜、氮化鈦(TiN)膜和阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)。另外，阻擋膜相當(dāng)于由 鈦、鈦的氮化物、鉬、或鉬的氮化物構(gòu)成的薄膜。由于鋁和鋁硅的電 阻低而且價(jià)廉，所以是形成導(dǎo)電膜1313的最佳材料。另外，當(dāng)設(shè)置上 層和下層的阻擋層時(shí)可以防止產(chǎn)生鋁或鋁硅的小丘。此外，當(dāng)由鈦—— 還原性高的元素形成阻擋膜時(shí)，即使在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上形成薄的自然 氧化膜，也可以還原該自然氣化膜而獲得與結(jié)晶半導(dǎo)體膜的更好接觸。 接著，覆蓋導(dǎo)電膜1313地形成絕緣膜1314,在該絕緣膜1314 上形成導(dǎo)電膜1315a、 1315b，該導(dǎo)電膜1315a、 1315b與構(gòu)成薄膜晶 體管1300a、 1300f的源電極或漏電極的導(dǎo)電膜1313分別電連接。另 外，形成導(dǎo)電膜1316，該導(dǎo)電膜1316與構(gòu)成薄膜晶體管1300b、 1300e 的源電極或漏電極的導(dǎo)電膜1313分別電連接。另外，導(dǎo)電膜1315a、 1315b和導(dǎo)電膜1316也可以由相同的材料同時(shí)形成。可以使用用于上 述的導(dǎo)電膜1313的任一材料來形成導(dǎo)電膜1315a、 1315b和導(dǎo)電膜 1316。
接著，電連接到導(dǎo)電膜1316地形成用作天線的導(dǎo)電膜1317 (參 照圖12B)。
絕緣膜1314可以通過CVD法或?yàn)R射法等并且使用如下材料以單 層或疊層結(jié)構(gòu)形成含氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)、氮化硅 (SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy) (x〉y〉0)和氮氧化硅(SiNxOy) (x>y>0) 等；含碳的膜如DLC(類金剛石碳)等；有機(jī)材料如環(huán)氧、聚酰亞胺、 聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并環(huán)丁烯和丙烯等；或硅氧烷材料如硅氧 烷樹脂等。注意，硅氧烷材料相當(dāng)于包含Si-O-Si鍵的材料。硅氧烷 的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(O)的鍵構(gòu)成。作為取代基，使用至少 含有氫的有機(jī)基(例如，烷基或芳香烴)。作為取代基，還可以使用 氟基團(tuán)?；蛘?，作為取代基，還可以使用至少含有氫的有機(jī)基和氟基 團(tuán)。
導(dǎo)電膜1317通過使用CVD法、濺射法、絲網(wǎng)印刷或凹版印刷等 印刷法、液滴噴射法、分配器法、或者鍍敷法等并且使用如下導(dǎo)電材 料以單層或疊層形成選自鋁(A1)、鈦(TO、銀(Ag)、銅(Cu)、 金(Au )、柏(Pt)、鎳(Ni)、鈀(Pd )、鉭(Ta )和鉬(Mo ) 中的元素，或以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料。
例如，在使用絲網(wǎng)印刷法形成用作天線的導(dǎo)電膜1317的情況下， 可以選擇性地印刷導(dǎo)電骨來設(shè)置，該導(dǎo)電骨是通過將粒徑有幾nm至 幾十nm的導(dǎo)電粒子溶解或分散在有機(jī)樹脂中而成的。作為導(dǎo)電粒子， 可以使用銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)、鎳(Ni)、柏(Pt)、 把(Pd)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、以及鈦(Ti)等中的任何一個(gè)以 上的金屬粒子、卣化銀的微粒子或分散性納粒子。另外，作為包含在 導(dǎo)電骨中的有機(jī)樹脂，可以使用選自金屬粒子的粘合劑、溶劑、分散 劑、以及用作涂敷劑的有機(jī)樹脂中的一種或多種。可以代表性地舉出 環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂等有機(jī)樹脂.另外，在形成導(dǎo)電膜時(shí)，優(yōu)選在推 出導(dǎo)電骨之后進(jìn)行焙燒。例如，在將以銀為主要成分的微粒子(例如
粒徑為lnm以上至lOOnm以下)用作導(dǎo)電骨的材料的情況下，可以 通過在150至300。C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行焙燒并固化而獲得導(dǎo)電膜。另 外，也可以使用以焊料或無鉛焊料為主要成分的微粒子，此時(shí)優(yōu)選使 用粒徑為20fim以下的微粒子。焊料和無鉛焊料具有低成本的優(yōu)點(diǎn)。
另外，導(dǎo)電膜1315a、 1315b可以用作與在之后的工序中包括在 本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中的電池電連接的布線。另外，也可以在形成用 作天線的導(dǎo)電膜1317時(shí)，電連接到導(dǎo)電膜1315a、 1315b地另外形成 導(dǎo)電膜，以將該導(dǎo)電膜用作連接到電池的布線。
接著，在覆蓋導(dǎo)電膜1317地形成絕緣膜1318之后，從襯底1301 剝離包括薄膜晶體管1300a至1300f、導(dǎo)電膜1317等的層(以下稱作 "元件形成層1319")。這里，在通過照射激光束(例如UV光)在避 開薄膜晶體管1300a至1300f的區(qū)域形成開口部之后(參照圖12C), 可以利用物理性的力量從襯底1301剝離元件形成層1319。此外，在 從襯底1301剝離元件形成層1319之前，也可以將蝕刻劑引入到形成 的開口部中來選擇性地除去剝離層1303。作為蝕刻劑，使用含有氟化 卣或卣素互化物的氣體或液體。例如，使用三氟化氯(C1F3)作為含 有氟化卣的氣體。如果使用三氟化氯，元件形成層1319成為從襯底 1301剝離的狀態(tài)。另外，可以部分地留下剝離層1303而無需全部除 去。通過殘留一部分剝離層1303,可以減少蝕刻劑的耗量并縮短除去 該剝離層所需的處理時(shí)間。此外，即使在已除去剝離層1303之后，也 可以將元件形成層1319保留在襯底1301上。此外，通過再利用剝離 了元件形成層1319的襯底1301,可以減少成本。
絕緣膜1318可以通過CVD法或?yàn)R射法等并且采用如下材料以單 層或疊層結(jié)構(gòu)形成含氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)、氮化硅 (SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy) (x〉y〉0)和氮氧化硅(SiNxOy) (x>y>0) 等；含碳的膜如DLC(類金剛石碳)等；有機(jī)材料如環(huán)氧、聚酰亞胺、 聚酰胺、聚乙烯基苯盼、苯并環(huán)丁烯和丙烯等；或硅氧烷材料如硅氧 烷樹脂等.
在本實(shí)施例中，在通過激光束的照射在元件形成層1319中形成
開口部之后，在所述元件形成層1319的一方表面(絕緣膜1318露出 了的表面)上貼合第一膜材1320，然后從襯底1301剝離元件形成層 1319 (參照圖13A)。
接著，在元件形成層1319的另一方表面(通過剝離而露出的面) 上貼合第二膜材1321，然后對一方或雙方進(jìn)行加熱處理和加壓處理， 來附著第二膜材1321 (參照圖13B)。作為第一膜材1320、第二膜材 1321，可以使用熱熔膜等。
作為第一膜材1320、第二膜材1321，也可以使用經(jīng)受抗靜電處 理以防止靜電等的薄膜(在下文中稱作抗靜電薄膜)。作為抗靜電薄 膜，可以舉出將抗靜電材料分散在樹脂中的薄膜、貼合有抗靜電材料 的薄膜等。設(shè)置有抗靜電材料的薄膜可以是一個(gè)表面設(shè)置有抗靜電材 料的薄膜或者兩個(gè)表面都設(shè)置有抗靜電材料的薄膜。而且，對于一個(gè) 表面提供有抗靜電材料的薄膜，其設(shè)置有抗靜電材料的表面可以貼合 在薄膜的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)。另外，抗靜電材料設(shè)置在薄膜的整個(gè)表面或 者部分表面上即可。作為這里的抗靜電材料，可以使用金屬、銦和錫 的氧化物(ITO)、或表面活性劑如兩性表面活性劑、陽離子表面活 性劑和非離子表面活性劑等。此外，除了上述材料以外還可以使用含 有在側(cè)鏈上具有羧基和季銨堿的交聯(lián)共聚物高分子的樹脂材料等而作 為抗靜電材料?？梢酝ㄟ^將這些材料貼合、摻和或者涂敷在薄膜上而 獲得抗靜電薄膜。通過使用抗靜電薄膜密封，可以使半導(dǎo)體元件在作 為產(chǎn)品被處理時(shí)免受來自外部的靜電等導(dǎo)致的不好影響。
另外，本實(shí)施例可以與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施。換句話 說，在安裝在半導(dǎo)體裝置中的存儲器中，可以選擇性地預(yù)充電各個(gè)位 線。換言之，通過對與從存儲器的數(shù)據(jù)讀出無關(guān)的位線不預(yù)充電，而 可以提供安裝有低耗電量的存儲器的半導(dǎo)體裝置。
實(shí)施例4
在本實(shí)施例中說明與上述實(shí)施例不同的無線芯片的制造方法。本 發(fā)明的晶體管除了由上述實(shí)施例所說明的絕緣襯底上的薄膜晶體管構(gòu) 成之外，還可以由在單晶村底上的MOS晶體管構(gòu)成。在本實(shí)施例中，作為構(gòu)成無線芯片的電路代表性地示出構(gòu)成反相
器等的P溝道型TFT (也稱作"Pch-TFT")以及N溝道型TFT (也稱 作Nch-TFT)。在下文中，使用圖14A至圖16所示的截面圖說明無 線芯片的制造方法。
首先，在半導(dǎo)體襯底2300上形成隔離元件的區(qū)域2304、 2306(以 下也稱作區(qū)域2304、 2306)(參照圖14A )。設(shè)置在半導(dǎo)體襯底2300 上的區(qū)域2304、 2306分別被絕緣膜2302 (也稱作場氧化膜)隔離。 另外，這里示出了如下例子，即使用具有n導(dǎo)電類型的單晶Si襯底作 為半導(dǎo)體襯底2300，并且將p阱2307設(shè)置在半導(dǎo)體襯底2300的區(qū)域 2306中。
另外，只要是半導(dǎo)體襯底就可以用作襯底2300，而沒有特別的 限制。例如，可以使用具有n或p導(dǎo)電類型的單晶硅襯底、化合物半 導(dǎo)體襯底(GaAs襯底、InP襯底、GaN襯底、SiC襯底、藍(lán)寶石襯底、 ZnSe襯底等)、使用貼合法或SIMOX (氧離子注入隔離)法制造的 SOI (絕緣體上載硅)襯底等。
對元件隔離區(qū)2304、 2306可以適當(dāng)?shù)?吏用選擇氧化法(LOCOS 法)或槽隔離(trench isolation )法等。
另外，可以通過將具有p導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素選擇性地引入到半 導(dǎo)體襯底2300的區(qū)域2306中，而在半導(dǎo)體襯底2300的區(qū)域2306中 形成p阱。作為呈現(xiàn)p型的雜質(zhì)元素，可以使用硼(B)、鋁(Al) 或鎵(Ga)等。
另外，在本實(shí)施例中由于使用具有n導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底作為 半導(dǎo)體村底2300，所以對區(qū)域2304沒有引入雜質(zhì)元素，然而，也可 以引入呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)元素來在區(qū)域2304中形成n阱。作為呈現(xiàn)n 型的雜質(zhì)元素，可以使用磷(P)或砷(As)等。另一方面，在使用 具有p導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底時(shí)，也可以具有如下結(jié)構(gòu)，即在區(qū)域2304 中引入呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)元素來形成n阱，并且對區(qū)域2306沒有引入 雜質(zhì)元素。
接著，覆蓋區(qū)域2304、 2306地分別形成絕緣膜2332、 2334 (參
照圖14B)。
絕緣膜2332、 2334例如可以通過進(jìn)行熱處理使設(shè)置在半導(dǎo)體襯 底2300上的區(qū)域2304、 2306的表面氧化，由氧化硅膜形成絕緣膜 2332、 2334。另外，也可以通過在使用熱氧化法形成氧化硅膜之后進(jìn) 行氮化處理，使氧化硅膜的表面氮化，以疊層結(jié)構(gòu)形成氧化硅膜以及 具有氧和氮的膜(氧氮化硅膜)。
另外，如上所述，也可以使用等離子體處理形成絕緣膜2332、 2334。例如，通過高密度等離子體處理對設(shè)置在半導(dǎo)體襯底2300上的 區(qū)域2304、 2306的表面進(jìn)行氧化處理或氮化處理，可以形成氧化硅 (SiOx)膜或氮化硅(SiNx)膜作為絕緣膜2332、 2334。另外，也可 以在通過高密度等離子體處理對區(qū)域2304、 2306的表面進(jìn)行氧化處理 之后，再一次進(jìn)行高密度等離子體處理來進(jìn)行氮化處理。在此情況下， 與區(qū)域2304、 2306的表面接觸地形成氧化硅膜，并且在該氧化硅膜上 形成氧氮化硅膜，從而絕緣膜2332、 2334成為層疊有氧化硅膜和氧氮 化硅膜的膜。另外，也可以通過熱氧化法在區(qū)域2304、 2306的表面上 形成氧化硅膜之后，通過高密度等離子體處理進(jìn)行氧化處理或氮化處 理。
另外，形成在半導(dǎo)體襯底2300的區(qū)域2304、2306的絕緣膜2332、 2334在之后完成的晶體管中用作柵極絕緣膜。
接著，覆蓋形成在區(qū)域2304、 2306上方的絕緣膜2332、 2334地 形成導(dǎo)電膜(參照圖14C)。這里示出作為導(dǎo)電膜按順序?qū)盈B導(dǎo)電膜 2336和導(dǎo)電膜2338的例子。當(dāng)然，導(dǎo)電膜可以以單層或三層以上的 疊層結(jié)構(gòu)形成。
導(dǎo)電膜2336、 2338可以使用如下材料形成選自鉭(Ta)、鴒 (W )、鈥(Ti)、鉬(Mo )、鋁(Al)、銅(Cu )、鉻(Cr )、 鈮(Nb)等的元素，或以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材 料.另外，也可以使用將這些元素氮化了的金屬氮化膜形成。另外， 也可以使用以摻雜有磷等雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料形 成。
這里，使用氮化鉭形成導(dǎo)電膜2336,并且在其上使用鴒以疊層 結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)電膜2338。另外，作為導(dǎo)電膜2336，可使用選自氮化鴒、 氮化鉬或氮化鈦的單層或疊層膜，并且作為導(dǎo)電膜2338，可使用選自 鉭、鉬或鈦的單層或疊層膜。
接著，通過選擇性地蝕刻并除去層疊而設(shè)置的導(dǎo)電膜2336、 2338， 在區(qū)域2304、 2306的上方的一部分留下導(dǎo)電膜2336、 2338，以分別 形成柵電極2340、 2342 (參照圖15A)。
接著，覆蓋區(qū)域2304地選擇性地形成抗蝕劑掩模2348，并且以 該抗蝕劑掩模2348和柵電極2342作為掩模在區(qū)域2306中引入雜質(zhì)元 素，來形成雜質(zhì)區(qū)(參照圖15B)。作為雜質(zhì)元素，使用賦予n型的 雜質(zhì)元素或賦予p型的雜質(zhì)元素。作為呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)元素，可以使 用磷(P)或砷(As)等。作為呈現(xiàn)p型的雜質(zhì)元素，可以使用硼(B)、 鋁(Al)或鎵(Ga)等。這里使用磷(P)作為雜質(zhì)元素。
在圖15B中，通過引入雜質(zhì)元素，在區(qū)域2306中形成雜質(zhì)區(qū)2352 和溝道形成區(qū)2350,所述雜質(zhì)區(qū)2352形成源區(qū)或漏區(qū)。
接著，覆蓋區(qū)域2306地選擇性地形成抗蝕劑掩模2366，并且以 該抗蝕劑掩模2366和柵電極2340作為掩模在區(qū)域2304中引入雜質(zhì)元 素，以形成雜質(zhì)區(qū)(參照圖15C)。作為雜質(zhì)元素，使用賦予n型的 雜質(zhì)元素或賦予p型的雜質(zhì)元素。作為呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)元素，可以使 用磷(P)或砷(As)等。作為呈現(xiàn)p型的雜質(zhì)元素，可以4吏用硼(B)、 鋁(Al)或鎵(Ga)等。這里引入具有與圖15B中引入到區(qū)域2306 中的雜質(zhì)元素不同的導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素(例如，硼(B))。結(jié)果， 在區(qū)域2304中形成雜質(zhì)區(qū)2370和溝道形成區(qū)2368，所述雜質(zhì)區(qū)2370 形成源區(qū)或漏區(qū)。
接著，覆蓋絕緣膜2332、 2334、柵電極2340、 2342地形成第二 絕緣膜2372，并且形成布線2374，該布線2374與分別形成在所述第 二絕緣膜2372上的區(qū)域2304 、 2306中的雜質(zhì)區(qū)2352 、 2370電連接(參 照圖16).
第二絕緣膜2372可以通過CVD法或?yàn)R射法等并且使用如下材料
以單層或疊層結(jié)構(gòu)形成含氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)、氮化 硅(SiNx)、氣氮化硅(SiOxNy ) (x"X))和氮氧化硅(SiNxOy) (x>y>0) 等；含碳的膜如DLC(類金剛石碳)等；有機(jī)材料如環(huán)氧、聚酰亞胺、 聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并環(huán)丁烯和丙烯等；或硅氧烷材料如硅氧 烷樹脂等。注意，硅氧烷材料相當(dāng)于包含Si-O-Si鍵的材料。硅氧烷 的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(O)的鍵構(gòu)成。作為取代基，使用至少 含有氫的有機(jī)基(例如，烷基或芳香烴)。作為取代基，還可以使用 氟基團(tuán)?；蛘?，作為取代基，還可以使用至少含有氫的有機(jī)基和氟基 團(tuán)。
布線2374通過CVD法或?yàn)R射法等并且使用如下材料以單層或疊 層形成選自鋁(Al)、鎢(W)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉬(Mo )、 鎳(Ni)、賴(Pt)、銅(Cu )、金(Au )、銀(Ag )、錳(Mn )、 釹(Nd)、碳(C)和硅(Si)中的元素，或以這些元素為主要成分 的合金材料或化合物材料。以鋁為主要成分的合金材料例如相當(dāng)于以 鋁為主要成分并含有鎳的材料；或以鋁為主要成分并含有鎳以及碳和 硅的一方或雙方的合金材料。布線2374優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)，例如阻 擋膜、鋁硅(A1-Si)膜、以及阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)；阻擋膜、鋁硅(A1-Si) 膜、氮化鈦(TiN)膜、以及阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)。另外，阻擋膜相當(dāng) 于由鈦、鈦的氮化物、鉬或鉬的氮化物構(gòu)成的薄膜。由于鋁和鋁硅具 有低電阻值并且價(jià)格低廉，所以最適合作為形成布線2374的材料。此 外，通過設(shè)置上層和下層的阻擋層，可以防止產(chǎn)生鋁或鋁硅的小丘。 此外，通過形成由高還原性的元素的鈦構(gòu)成的阻擋膜，即使在結(jié)晶半 導(dǎo)體層上產(chǎn)生薄的自然氧化膜，也可以將該自然氧化膜還原以與結(jié)晶 半導(dǎo)體膜良好地接觸。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的晶體管的結(jié)構(gòu)不局限于圖上所
示的結(jié)構(gòu)。例如，可以采用具有反交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、鰭狀FET ( finFET )結(jié) 構(gòu)等的晶體管。鰭狀FET結(jié)構(gòu)可以抑制與晶體管尺寸的微細(xì)化一起產(chǎn) 生的短溝道效應(yīng)，所以^艮優(yōu)選。
另外，本實(shí)施例可以與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施。換句話
說，在安裝在半導(dǎo)體裝置中的存儲器中，可以選擇性地預(yù)充電各個(gè)位 線。換言之，通過對與從存儲器的數(shù)據(jù)讀出無關(guān)的位線不預(yù)充電，而 可以提供安裝有低耗電量的存儲器的半導(dǎo)體裝置。
實(shí)施例5
本實(shí)施例說明與上述實(shí)施例不同的無線芯片的制造方法。本發(fā)明 的半導(dǎo)體裝置中的晶體管也可以由通過與上述實(shí)施例所說明的單晶襯 底上的MOS晶體管不同的制造方法設(shè)置的MOS晶體管構(gòu)成。
在本實(shí)施例中，作為構(gòu)成無線芯片的電路代表示出構(gòu)成反相器等 的P溝道型TFT (也稱作"Pch-TFT，，)以及N溝道型TFT (也稱作 "Nch-TFT")。在下文中，使用圖17A至圖20B所示的截面圖說明無 線芯片的制造方法。
首先，在襯底2600上形成絕緣膜。這里，使用具有n導(dǎo)電類型 的單晶Si作為襯底2600，并且在該襯底2600上形成絕緣膜2602和 絕緣膜2604 (參照圖17A)。例如，對襯底2600進(jìn)行熱處理來形成 氧化硅(SiOx)作為絕緣膜2602，并且在該絕緣膜2602上使用CVD 法形成氮化硅(SiNx)膜。
另外，只要是半導(dǎo)體襯底就可以用作襯底2600，而沒有特別的 限制。例如，可以使用具有n或p導(dǎo)電類型的單晶Si襯底、化合物半 導(dǎo)體襯底(GaAs襯底、InP襯底、GaN襯底、SiC襯底、藍(lán)寶石襯底、 ZnSe襯底等)、使用貼合法或SIMOX (氧離子注入隔離)法制造的 SOI (絕緣體上栽硅)襯底等。
另外，絕緣膜2604也可以在形成絕緣膜2602之后利用高密度等 離子體處理使該絕緣膜2602氮化來設(shè)置。另外，設(shè)置在襯底2600上 的絕緣膜也可以以單層或三層以上的疊層結(jié)構(gòu)形成。
接著，在絕緣膜2604上選擇性地形成抗蝕劑掩模2606的圖形， 并且將該抗蝕刑掩模2606作為掩模選擇性地進(jìn)行蝕刻，以在襯底2600 中選擇性地形成凹部2608 (參照圖17B).作為對村底2600、絕緣膜 2602、 2604進(jìn)行的蝕刻，可以進(jìn)行利用等離子體的干蝕刻
接著，在除去抗蝕劑掩模2606的圖形之后，覆蓋形成在襯底2600 中的凹部2608地形成絕緣膜2610 (參照圖17C)。
絕緣膜2610通過使用CVD法或?yàn)R射法等并且使用氧化硅、氮化 硅、氧氮化硅(SiOxNy) (x>y>0)、氮氧化硅(SiNxOy) (x>y>0) 等絕緣材料形成。這里，使用TEOS (原硅酸四乙酯)氣體通過大氣 壓力CVD方法或低壓CVD方法形成氧化硅膜作為絕緣膜2610。
接著，進(jìn)行磨削處理、拋光處理或CMP (化學(xué)機(jī)械拋光)處理， 使襯底2600的表面露出。這里，通過使襯底2600的表面露出，形成 在襯底2600的凹部2608中的絕緣膜2611之間設(shè)置區(qū)域2612、 2613。 另外，絕緣膜2611是通過磨削處理、拋光處理或CMP處理除去形成 在襯底2600的表面上的絕緣膜2610而獲得的。接著，通過選擇性地 引入具有p導(dǎo)電類型的雜質(zhì)元素，在襯底2600的區(qū)域2613中形成p 阱(參照圖18A)。
作為呈現(xiàn)p型的雜質(zhì)元素，可以使用硼(B)、鋁(Al)或鎵(Ga) 等。這里作為雜質(zhì)元素對區(qū)域2613引入硼(B)。
另外，在本實(shí)施例中由于使用具有ii導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底作為 襯底2600，所以對區(qū)域2612沒有引入雜質(zhì)元素，然而，也可以引入 呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)元素來在區(qū)域2612中形成n阱。作為呈現(xiàn)n型的雜 質(zhì)元素，可以使用砩(P)或砷(As)等。
另一方面，在使用具有p導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體村底時(shí)，也可以具有 如下結(jié)構(gòu)，即對區(qū)域2612引入呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)元素來形成n阱，并 且對區(qū)域2613沒有引入呈現(xiàn)n型的雜質(zhì)元素。
接著，在村底2600的區(qū)域2612、 2613的表面上分別形成絕緣膜 2$32、 2634 (參照圖18B )。
絕緣膜2632、 2634例如可以通過進(jìn)行熱處理使設(shè)置在襯底2600 中的區(qū)域2612、 2613的表面氧化，由氧化硅膜形成絕緣膜2632、 2634。 另外，也可以通過在使用熱氧化法形成氧化硅膜之后進(jìn)行氮化處理， 使氧化硅膜的表面氮化，以疊層結(jié)構(gòu)形成氧化硅膜以及具有氧和氮的 膜(氧氮化硅膜)。
另外，如上所述，也可以使用等離子體處理形成絕緣膜2632、
2634。例如，通過高密度等離子體處理對設(shè)置在襯底2600中的區(qū)域 2612、 2613的表面進(jìn)行氧化處理或氮化處理，可以形成氧化硅(SiOx) 膜或氮化硅(SiNx)膜作為絕緣膜2632、 2634。另外，也可以在通過 高密度等離子體處理對區(qū)域2612、 2613的表面進(jìn)行氧化處理之后，再 一次進(jìn)行高密度等離子體處理來進(jìn)行氮化處理。在此情況下，與區(qū)域 2612、 2613的表面接觸地形成氧化硅膜，并且在該氧化硅膜上形成氧 氮化硅膜，從而絕緣膜2632、 2634成為層疊有氧化硅膜和氧氮化硅膜 的膜。另外，也可以通過熱氧化法在區(qū)域2612、 2613的表面上形成氧 化硅膜之后，通過高密度等離子體處理進(jìn)行氧化處理或氮化處理。
另外，形成在襯底2600的區(qū)域2612、 2613的絕緣膜2632、 2634 在之后完成的晶體管中用作柵極絕緣膜。
接著，覆蓋形成在區(qū)域2612、 2613的上方的絕緣膜2632、 2634 地形成導(dǎo)電膜(參照圖18C)，所述區(qū)域2612、 2613設(shè)置在襯底2600 中。這里示出作為導(dǎo)電膜按順序?qū)盈B導(dǎo)電膜2636和導(dǎo)電膜2638的例 子。當(dāng)然，導(dǎo)電膜可以以單層或三層以上的疊層結(jié)構(gòu)形成。
作為導(dǎo)電膜2636、 2638，可以使用選自鉭(Ta)、鴒(W)、 鈥(Ti)、鉬(Mo )、鋁(AI)、銅(Cu )、鉻(Cr )、鈮(Nb ) 等的元素；以這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料。另外， 也可以使用將這些元素氮化了的金屬氮化膜形成。另外，也可以使用 以摻雜有磷等雜質(zhì)元素的多晶硅為代表的半導(dǎo)體材料形成。
這里，使用氮化鉭形成導(dǎo)電膜2636，并且在其上使用鴒以疊層 結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)電膜2638。另外，作為導(dǎo)電膜2636，可以使用選自氮化鉭、 氮化鎢、氮化鉬或氮化鈦的單層或疊層膜，并且作為導(dǎo)電膜2638，可 以使用選自鵠、鉭、鉬或鈦的單層或疊層膜。
接著，通過選擇性地蝕刻并除去層疊而設(shè)置的導(dǎo)電膜2636、2638， 在襯底2600的區(qū)域2612、 2613的上方的一部分留下導(dǎo)電膜2636、 2638，以分別形成用作柵電極的導(dǎo)電膜2640、 2642 (參照圖19A)。 另外，這里，使村底2600的與導(dǎo)電膜2640 、 2642沒有重疊的區(qū)域2612 、 2613的表面露出。
具體而言，在襯底2600的區(qū)域2612中，選擇性地除去形成在導(dǎo) 電膜2640的下方的絕緣膜2632中的與該導(dǎo)電膜2640沒有重疊的部 分，使導(dǎo)電膜2640和絕緣膜2632的端部大致一致。另外，在襯底2600 的區(qū)域2613中，選擇性地除去形成在導(dǎo)電膜2642的下方的絕緣膜 2634中的與該導(dǎo)電膜2642沒有重疊的部分，使導(dǎo)電膜2642和絕緣膜 2634的端部大致一致。
在此情況下，也可以與形成導(dǎo)電膜2640、 2642的同時(shí)除去沒有 重疊的部分的絕緣膜等，也可以在形成導(dǎo)電膜2640、 2642之后將留下 的抗蝕劑掩模或該導(dǎo)電膜2640、2642作為掩模除去沒有重疊的部分的 絕緣膜等。
接著，在襯底2600的區(qū)域2612、 2613中選擇性地引入雜質(zhì)元素 (參照圖19B)。這里，將導(dǎo)電膜2642作為掩模在區(qū)域2613中選擇 性地引入賦予n型的低濃度雜質(zhì)元素，并且將導(dǎo)電膜2640作為掩模在 區(qū)域2612中選擇性地引入賦予p型的低濃度雜質(zhì)元素。作為賦予n 型的雜質(zhì)元素，可以使用砩(P)或砷(As)等。作為賦予p型的雜 質(zhì)元素，可以使用硼(B)、鋁(Al)或鎵(Ga)等。
接著，形成與導(dǎo)電膜2640、 2642的側(cè)面接觸的側(cè)壁2654。具體 而言，通過等離子體CVD法或?yàn)R射法等以單層或疊層形成包含硅、 硅的氧化物或硅的氮化物等無機(jī)材料的膜、或者包含有機(jī)樹脂等有機(jī) 材料的膜來形成絕緣膜。之后，通過以垂直方向?yàn)橹黧w的各向異性蝕 刻選擇性地蝕刻所述絕緣膜，以形成與導(dǎo)電膜2640、 2642的側(cè)面接觸 的絕緣膜，側(cè)壁2654作為當(dāng)形成LDD (輕摻雜漏)區(qū)時(shí)的摻雜用掩 模而使用。另外，這里，側(cè)壁2654也與形成在導(dǎo)電膜2640、 2642的 下方的絕緣膜或柵電極的側(cè)面接觸地被形成。
接著，將該側(cè)壁2654、導(dǎo)電膜2640、 2642作為掩模在襯底2600 的區(qū)域2612、 2613中引入雜質(zhì)元素，以形成用作源區(qū)或漏區(qū)的雜質(zhì)區(qū) (參照圖19C)。這里，將側(cè)壁2654和導(dǎo)電膜2642作為掩模在襯底 2600的區(qū)域2613中引入高濃度的賦予n型的雜質(zhì)元素，并且將側(cè)壁 2654和導(dǎo)電膜2640作為掩模在區(qū)域2612中引入高濃度的賦予p型的雜質(zhì)元素。
結(jié)果，在襯底2600的區(qū)域2612中形成雜質(zhì)區(qū)2658、低濃度雜 質(zhì)區(qū)2660、和溝道形成區(qū)2656,所述雜質(zhì)區(qū)2658形成源區(qū)或漏區(qū)， 并且所述低濃度雜質(zhì)區(qū)2660形成LDD區(qū)。另外，在襯底2600的區(qū) 域2613中形成雜質(zhì)區(qū)2664、低濃度雜質(zhì)區(qū)2666、和溝道形成區(qū)2662， 所述雜質(zhì)區(qū)2664形成源區(qū)或漏區(qū)，并且所述低濃度雜質(zhì)區(qū)2666形成 LDD區(qū)。
另外，在本實(shí)施例中，在使與導(dǎo)電膜2640、 2642沒有重疊的襯 底2600的區(qū)域2612、 2613露出的狀態(tài)下引入雜質(zhì)元素。因此，分別 在襯底2600的區(qū)域2612、 2613中與導(dǎo)電膜2640、 2642 —起以自對準(zhǔn) 的方式形成溝道形成區(qū)2656、 2662。
接著，覆蓋設(shè)置在襯底2600的區(qū)域2612、 2613上的絕緣膜或?qū)?電膜等地形成第二絕緣膜2677，并且在該絕緣膜2677中形成開口部 2678 (參照圖20A )。
第二絕緣膜2677可以通過使用CVD法或?yàn)R射法等并且采用如下 材料以單層或疊層結(jié)構(gòu)形成含氧或氮的絕緣膜如氧化硅(SiOx)、 氮化硅(SiNx)、氧氮化硅(SiOxNy) (x〉yX))和氮氧化硅(SiNxOy) (x"X))等；含碳的膜如DLC (類金剛石碳)等；有機(jī)材料如環(huán)氧、 聚酰亞胺、聚酰胺、聚乙烯基苯酚、苯并環(huán)丁烯和丙烯等；或硅氧烷 材料如硅氧烷樹脂等。注意，硅氧烷材料相當(dāng)于包含Si-O-Si鍵的材 料。硅氧烷的骨架結(jié)構(gòu)由硅(Si)和氧(O)的鍵構(gòu)成。作為取代基， 使用至少含有氫的有機(jī)基(例如，烷基或芳香烴)。作為取代基，還 可以使用氟基團(tuán)?；蛘?，作為取代基，還可以使用至少含有氫的有機(jī) 基和氟基團(tuán)。
接著，使用CVD法在開口部2678中形成導(dǎo)電膜2680，并且與 該導(dǎo)電膜2680電連接地在絕緣膜2677上選擇性地形成導(dǎo)電膜2682a 至2682d (參照圖20B )。
導(dǎo)電膜2680、 2682a至2682d通過使用CVD法或?yàn)R射法等并且 使用如下材料以單層或疊層形成選自鋁(A1)、鎢(W)、鈦(Ti)、
鉭(Ta )、鉬(Mo )、鎳(Ni)、柏(Pt)、銅(Cu )、金(Au )、 銀(Ag)、錳(Mn)、釹(Nd)、碳(C)和硅(Si)中的元素；以 這些元素為主要成分的合金材料或化合物材料。以鋁為主要成分的合 金材料例如相當(dāng)于以鋁為主要成分并含有鎳的材料；或以鋁為主要成 分并含有鎳以及碳和硅的一方或雙方的合金材料。導(dǎo)電膜2680、 2682a 至2682d優(yōu)選采用如下結(jié)構(gòu)，例如阻擋膜、鋁硅(A1-Si)膜、以及 阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)；阻擋膜、鋁硅(A1-Si)膜、氮化鈦(TiN)膜、 以及阻擋膜的疊層結(jié)構(gòu)。注意，阻擋膜相當(dāng)于由鈦、鈦的氮化物、鉬 或鉬的氮化物構(gòu)成的薄膜。由于鋁和鋁硅具有低電阻值并且價(jià)格低廉， 所以最適合作為形成導(dǎo)電膜2680的材料。此外，通過提供上層和下層 的阻擋層，可以防止產(chǎn)生鋁或鋁硅的小丘。此外，通過形成由高還原 性的元素的鈦構(gòu)成的阻擋膜，即使在結(jié)晶半導(dǎo)體膜上產(chǎn)生薄的自然氧 化膜，也可以將該自然氧化膜還原以與結(jié)晶半導(dǎo)體膜良好地接觸。這 里，導(dǎo)電膜2680可以通過CVD法選擇性地使鴒(W)生長來形成。
通過上述工序，可以獲得具有形成在襯底2600的區(qū)域2612的p 型晶體管和形成在區(qū)域2613的n型晶體管的半導(dǎo)體裝置。
另外，構(gòu)成本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的晶體管的結(jié)構(gòu)不局限與圖上所 示的結(jié)構(gòu)。例如，可以采用具有反交錯(cuò)結(jié)構(gòu)、鰭狀FET ( finFET )結(jié) 構(gòu)等的晶體管。鰭狀FET結(jié)構(gòu)能夠抑制與晶體管尺寸的微細(xì)化一起產(chǎn) 生的短溝道效應(yīng)，所以很優(yōu)選。
另外，本實(shí)施例可以與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施。換句話
說，在作為半導(dǎo)體裝置的安裝在無線芯片中的存儲器中，可以選擇性
地預(yù)充電本發(fā)明的結(jié)構(gòu)部件的各個(gè)位線。換言之，通過對與從存儲器
的數(shù)據(jù)讀出無關(guān)的位線不預(yù)充電，而可以提供安裝有低耗電量的存儲 器的半導(dǎo)體裝置。
實(shí)施例6
使用圖21A至21F說明半導(dǎo)體裝置3000的使用方法，該半導(dǎo)體 裝置3000用作上述實(shí)施例所說明的無線芯片.
無線芯片可以廣泛應(yīng)用，例如可安裝到如鈔票、硬幣、有價(jià)證券、
無記名債券、證書(駕駛證、居民卡等，參照圖21A)、包裝容器(包 裝紙、瓶子等，參照圖21C)、記錄介質(zhì)(DVD軟件、錄像帶等，參 照圖21B)、交通工具(自行車等，參照圖21D)、個(gè)人物品(包、 眼鏡等)、食品、植物、動(dòng)物、人體、衣服、日用品、電子設(shè)備等的 商品或包袞運(yùn)輸標(biāo)簽(參照圖21E和21F)等的物體上。所述電子設(shè) 備是指液晶顯示器、EL顯示器、電視裝置(也簡單稱作電視、電視 機(jī)或者電視接收機(jī))或便攜式電話機(jī)等。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置3000安裝在印刷襯底上，或貼合到物品的 表面上，或嵌入在物品中，以固定到物品上。例如，若是書，嵌入在 紙中，或者，若是由有機(jī)樹脂構(gòu)成的封裝件則嵌入在該有機(jī)樹脂中， 以固定在各個(gè)物品上。由于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置3000小而薄且輕，所 以，能夠被固定到物品上而不會有損于物品本身的設(shè)計(jì)。此外，通過 將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置3000設(shè)置在鈔票、硬幣、有價(jià)證券、無記名債 券、證書等中，能夠具有鑒別功能。如果利用該鑒別功能，就可以防 止偽造。此外，通過將本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置3000安裝在包裝容器、記 錄介質(zhì)、個(gè)人物品、食品、衣服、日用品、電子設(shè)備等中，能夠更有 效地執(zhí)行檢查系統(tǒng)等的系統(tǒng)。
另外，本實(shí)施例可以與上述實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合來實(shí)施。換句話
說，在作為半導(dǎo)體裝置的安裝在無線芯片中的存儲器中，可以選擇性
地預(yù)充電本發(fā)明的結(jié)構(gòu)部件的各個(gè)位線。換言之，通過對與從存儲器
的數(shù)據(jù)讀出無關(guān)的位線不預(yù)充電，而可以提供安裝有低耗電量的存儲 器的半導(dǎo)體裝置。
本說明書根據(jù)2006年6月30日在日本專利局受理的日本專利申 請編號2006-181212而制作，所述申請內(nèi)容包括在本說明書中。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括字線；第一位線及第二位線；電連接到所述字線及所述第一位線的第一存儲器單元；電連接到所述字線及所述第二位線的第二存儲器單元；第一預(yù)充電電路，該第一預(yù)充電電路對所述第一位線輸出用于讀出保持在所述第一存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位；第二預(yù)充電電路，該第二預(yù)充電電路對所述第二位線輸出用于讀出保持在所述第二存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位；設(shè)置在所述第一位線和所述第一預(yù)充電電路之間的第一開關(guān)元件；以及設(shè)置在所述第二位線和所述第二預(yù)充電電路之間的第二開關(guān)元件，其中在被所述第一開關(guān)元件選擇的所述第一位線中輸入用于讀出保持在所述第一存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位，并且，在被所述第二開關(guān)元件選擇的所述第二位線中輸入用于讀出保持在所述第二存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述第一預(yù)充電電路包括第一晶體管， 所述第二預(yù)充電電路包括第二晶體管，所述第一晶體管的源極及漏極中的一個(gè)電連接到所述第一開關(guān)元件，并且所述第二晶體管的源極及漏極中的一個(gè)電連接到所述第二 開關(guān)元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第 一存儲器單元包括第 一 晶體管， 所述第二存儲器單元包括第二晶體管， 所述第一晶體管的柵極電連接到所述字線，并且源極及漏極中的 一個(gè)電連接到所述第 一位線，并且所述第二晶體管的柵極電連接到所述字線，并且源極及漏極 中的 一個(gè)電連接到所述笫二位線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一晶體管和所述笫二晶體管設(shè)置在相同襯底上， 并且所述襯底是玻璃村底、石英襯底、以及塑料襯底中的任一個(gè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述第一晶體管或所述第二晶體管具有SOI襯底。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述第一位線電連接到第一鎖存電路， 所述第二位線電連接到第二鎖存電路，用于讀出保持在所述第一存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位保持在所 述第一鎖存電路中，并且，用于讀出保持在所述第二存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位保持 在所述第二鎖存電路中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置包括用于選擇所述第 一存儲器單元及所述 第二存儲器單元中的一個(gè)且用于讀出被保持的數(shù)據(jù)的譯碼器，并且所述譯碼器電連接到所述第一位線和所述第二位線，并且通 過所述字線電連接到所述第 一存儲器單元和所述第二存儲器單元。
8. —種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
9. 一種半導(dǎo)體裝置，包括 字線；第一位線及第二位線；電連接到所述字線及所述第 一位線的第 一存儲器單元； 電連接到所述字線及所述笫二位線的第二存儲器單元； 預(yù)充電電路，該預(yù)充電電路對所述第一位線及所述笫二位線中的 一個(gè)輸出用于讀出保持在所述第 一存儲器單元及所述第二存儲器單元 中的一個(gè)中的數(shù)據(jù)的電位；設(shè)置在所述第一位線和所述預(yù)充電電路之間的第一開關(guān)元件；以及設(shè)置在所述第二位線和所述預(yù)充電電路之間的第二開關(guān)元件， 其中在被所述第一開關(guān)元件選擇的所述第一位線中輸入用于讀出保持在所述第一存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位，并且，在被所述第二開關(guān)元件選擇的所述第二位線中輸入用于讀出保持在所述第二存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述預(yù)充電電路包括晶體管，所述第 一晶體管的源極及漏極中的 一個(gè)電連接到所述第 一開關(guān)元件，并且所述第二晶體管的源極及漏極中的一個(gè)電連接到所述第二 開關(guān)元件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第 一存儲器單元包括笫 一 晶體管， 所述第二存儲器單元包括第二晶體管，所述第一晶體管的柵極電連接到所述字線，并且源極及漏極中的 一個(gè)電連接到所述第 一位線，并且，所述第二晶體管的柵極電連接到所述字線，并且源極及漏 極中的一個(gè)電連接到所述第二位線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第 一晶體管和所述笫二晶體管設(shè)置在相同襯底上， 并且，所述襯底是玻璃襯底、石英襯底、以及塑料襯底中的任一個(gè)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述第一晶體管或所迷第二晶體管具有SOI襯底。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置， 其中所述第一位線電連接到第一鎖存電路， 所述第二位線電連接到第二鎖存電路，在所述第 一鎖存電路中保持用于讀出保持在所述第 一存儲器單 元中的數(shù)據(jù)的電位，并且，在所述第二鎖存電路中保持用于讀出保持在所述第二存儲 器單元中的數(shù)據(jù)的電位。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置包括用于選擇所述第一存儲器單元及所述 第二存儲器單元中的一個(gè)且用于讀出被保持的數(shù)據(jù)的譯碼器，并且所述譯碼器電連接到所述第一位線和所述第二位線，并且通過所述字線電連接到所迷第 一存儲器單元和所述第二存儲器單元。
16. —種包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置的電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置安裝有當(dāng)從存儲器讀出數(shù)據(jù)時(shí)消耗低電量的存儲器。一種半導(dǎo)體裝置包括字線、位線、以及電連接到字線及位線的存儲器單元，其結(jié)構(gòu)是包括預(yù)充電電路，該電路連接到位線且使位線的電位成為用于讀出存儲在存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位，其中預(yù)充電電路以每個(gè)位線設(shè)置，并且使各個(gè)位線的電位成為用于讀出存儲器單元中的數(shù)據(jù)的電位。
文檔編號G11C7/06GK101097770SQ20071011226
公開日2008年1月2日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者井上卓之, 池田隆之, 黑川義元 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所