[发明专利]存储装置

说明书

提供一种新颖的存储装置。在驱动电路层上层叠N个(N是2以上的自然数)包括配置为矩阵状的多个存储单元的存储层。存储单元包括两个晶体管以及一个电容器。将氧化物半导体用于构成晶体管的半导体。存储单元与写入字线、选择线、电容线、写入位线及读出位线电连接。通过将写入位线及读出位线延伸在层叠方向上，缩短存储单元与驱动电路层之间的信号传输距离。

技术领域

本发明的一个方式涉及一种存储装置、半导体装置或使用上述装置的电子设备。

但是，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，本说明书等所公开的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 ofmatter)。

注意，在本说明书等中，半导体装置是指能够通过利用半导体特性而工作的所有装置。晶体管、半导体电路为半导体装置的一个方式。另外，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、成像装置及电子设备等有时可以说是半导体装置。或者，有时可以说是包括半导体装置。

背景技术

近年来，随着使用数据量的增大，需要具有更大的存储容量的半导体装置。为了增加每单位面积的存储容量，有效的是层叠存储单元(参照专利文献1及专利文献2)。通过层叠设置存储单元，可以与存储单元的层叠数相应地增加每单位面积的存储容量。

[先行技术文献]

[专利文献]

[非专利文献]

[专利文献1]美国专利申请公开第2011/0065270A1公报

[专利文献2]美国专利第9634097B2号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1及专利文献2中，层叠有多个存储元件(也称为存储单元)，它们串联连接来构成三维结构的存储单元阵列(也称为存储器串(memory string))。另一方面，在这样的三维结构的存储单元阵列中，存储元件的层叠数越多，存储单元间的串联电阻就越高，存储单元阵列的电阻就越高。而在存储单元阵列的电阻变高的情况下，有流过存储单元阵列的电流的损耗以及存储单元阵列的发热等问题。

另外，在专利文献1中，形成为柱状的半导体图案与包括电荷积蓄层的绝缘体接触。另外，在专利文献2中，形成为柱状的半导体图案与被用作隧穿介质的绝缘体接触。当半导体与绝缘体接触时，在它们的界面处有时形成陷阱中心。形成在半导体和绝缘体的界面处的陷阱中心俘获电子，使晶体管的阈值电压向正方向上漂移，因此有可能给晶体管的导通状态下的电流驱动力，即通态电流(on-state current)、场效应迁移率或可靠性带来负面影响。

本发明的一个方式的目的之一是提供一种集成度高的存储装置。另外，本发明的目的之一是提供一种可靠性高的存储装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗低的存储装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的存储装置。另外，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。

解决技术问题的手段

注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。除上述目的外的目的从说明书、附图、权利要求书等的描述中是显而易见的，并且可以从所述描述中抽出。

在驱动电路层上层叠N个(N是2以上的自然数)包括配置为矩阵状的多个存储单元的存储层。存储单元包括两个晶体管以及一个电容器。将氧化物半导体用于构成晶体管的半导体。存储单元与写入字线、选择线、电容线、写入位线及读出位线电连接。通过将写入位线及读出位线延伸在层叠方向上，缩短存储单元与驱动电路层之间的信号传输距离。