[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明的一个方式涉及一种半导体装置以及半导体装置的驱动方法。另外，本发明的一个方式涉及一种电子设备。

注意，本说明书等中的半导体装置是指通过利用半导体特性而能够工作的所有装置。显示装置(液晶显示装置、发光显示装置等)、投影装置、照明装置、电光装置、蓄电装置、存储装置、半导体电路、摄像装置及电子设备等有时包括半导体装置。

注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。

背景技术

使用半导体薄膜构成晶体管的技术受到注目。该晶体管被广泛地应用于集成电路(IC)、图像显示装置(简单地记载为显示装置)等电子设备。作为可以应用于晶体管的半导体薄膜，硅类半导体材料被广泛地周知。但是，作为其他材料，氧化物半导体受到关注。

例如，公开了作为氧化物半导体使用以氧化锌或In-Ga-Zn类氧化物为活性层的晶体管来制造显示装置的技术(参照专利文献1及专利文献2)。

近年来，公开了使用包含氧化物半导体的晶体管来制造存储装置的集成电路的技术(参照专利文献3)。此外，除了存储装置之外，运算装置等也使用包含氧化物半导体的晶体管制造。

[专利文献1]日本专利申请公开第2007-123861号公报

[专利文献2]日本专利申请公开第2007-96055号公报

[专利文献3]日本专利申请公开第2011-119674号公报

发明内容

本发明的一个方式的目的之一是提供一种具有良好的电特性的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够实现微型化或高集成化的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种生产率高的半导体装置。

此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够长期间保持数据的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种数据的写入速度快的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种设计自由度高的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够抑制功耗的半导体装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的半导体装置。

此外，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载中可明显看出这些目的以外的目的，而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽取这些目的以外的目的。

半导体装置有时在同一衬底上包括由具有各种形状的晶体管构成的电路以及高密度地配置有晶体管的电路。作为具有各种形状的晶体管的例子，有沟道长度(L长度)或/及沟道宽度(W宽度)、栅电极的宽度、栅电极的厚度等不同的晶体管。注意，配置晶体管密度是指每单位面积的晶体管的个数。例如，将晶体管密度定义为每1μm²的晶体管的个数，可以以“个/μm²”或“个·μm^-2”等单位表示。

此外，在由具有各种形状的晶体管构成的电路中，有时因晶体管的形状不同而晶体管的电特性也不同。此外，在高密度地配置有晶体管的电路中，晶体管的电特性的不均匀有时变大。

通过本发明的一个方式，可以制造包括两种以上的具有不同结构的晶体管的半导体装置。就是说，通过在每个电路中分别形成具有不同结构的晶体管，可以抑制各电路所包括的晶体管的电特性的不均匀，可以实现高性能的半导体装置。典型的是，本发明的一个方式是一种包括具有第一晶体管的第一电路及具有第二晶体管的第二电路的半导体装置，其中，第一晶体管被具有抑制氧透过的功能的金属氧化物(典型地是，氧化铝)覆盖，第二晶体管被包含过剩氧的绝缘物覆盖。