(57)【要約】新規な構成の電池保護回路、および当該電池保護回路を備えた蓄電装置を提供すること。電池保護回路は、電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、メカニカルリレーは、第１端子と、第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、第１のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、第２のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、第１の電流は、第２の電流よりも大きい。
2020099984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、
前記スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、
前記スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、
前記メカニカルリレーは、前記第１端子と、前記第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、
前記第２のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、
前記第１の電流は、前記第２の電流よりも大きい、電池保護回路。
【請求項２】
電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、
前記スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、
前記スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、
前記メカニカルリレーは、前記第１端子と、前記第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、
前記第１のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層がシリコンで構成され、
前記第２のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、
前記第２のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層が酸化物半導体で構成され、
前記第１の電流は、前記第２の電流よりも大きい、電池保護回路。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１の電流および前記第２の電流は、前記第１のトランジスタおよび前記第２のトランジスタのソースとドレインとの間を流れるオン電流である、電池保護回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第１のオフ電流は、前記第２のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第２のオフ電流よりも大きい、電池保護回路。
【請求項５】
電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、
前記スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、
前記スイッチ回路は、第１のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、バックゲート電極を有し、
前記第１のトランジスタは、バックゲート電極に印加する電圧を制御することで、オン動作時において前記第１端子と前記第２端子との間を流れる第１の電流および第２の電流を切り替えることができ、
前記第１の電流は、前記第２の電流よりも大きい、電池保護回路。
【請求項６】
電池セルと、
前記電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、
前記スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、
前記スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、
前記メカニカルリレーは、前記第１端子と、前記第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、
前記第２のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、
前記第１の電流は、前記第２の電流よりも大きい、蓄電装置。
【請求項７】
電池セルと、
前記電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、
前記スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、
前記スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、
前記メカニカルリレーは、前記第１端子と、前記第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、
前記第１のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層がシリコンで構成され、
前記第２のトランジスタは、前記第１端子と、前記第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、
前記第２のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層が酸化物半導体で構成され、
前記第１の電流は、前記第２の電流よりも大きい、蓄電装置。
【請求項８】
請求項６または７において、
前記第１の電流および前記第２の電流は、前記第１のトランジスタおよび前記第２のトランジスタのソースとドレインとの間を流れるオン電流である、蓄電装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか一において、
前記第１のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第１のオフ電流は、前記第２のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第２のオフ電流よりも大きい、蓄電装置。
【請求項１０】
電池セルと、
前記電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、
前記スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、
前記スイッチ回路は、第１のトランジスタを有し、
前記第１のトランジスタは、バックゲート電極を有し、
前記第１のトランジスタは、バックゲート電極に印加する電圧を制御することで、オン動作時において前記第１端子と前記第２端子との間を流れる第１の電流および第２の電流を切り替えることができ、
前記第１の電流は、前記第２の電流よりも大きい、蓄電装置。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか一において、
前記スイッチ回路を制御するための電池保護回路と、
前記電池セルの充電モードを切り替えるための充電制御回路と、を有し、
前記第１のトランジスタは、前記第１端子と、第２端子との間を流れる電流量を制御する機能を有し、
前記電池保護回路は、前記充電制御回路の信号に応じて、前記電流量を制御する、蓄電装置。
【請求項１２】
請求項６乃至１１において、
前記電池保護回路は、前記充電モードを定電流充電モードから定電圧充電モードに切り替わるように前記電流量を制御する機能を有する、蓄電装置。
【請求項１３】
請求項６または１０において、
前記第１のトランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有する、蓄電装置。
【請求項１４】
請求項６乃至１３のいずれか一に記載の蓄電装置と、
筐体と、を有する電気機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明の一態様は、電池保護回路、蓄電装置、及び電気機器に関する。
【背景技術】
【０００２】  蓄電装置（バッテリ、二次電池ともいう）は、小型の電気機器から自動車に至るまで幅広い分野で利用されるようになっている。蓄電装置は、過放電、過充電、過電流、または短絡といった充放電時の異常を把握するため、通常電池保護回路を備えている。【０００３】  電池保護回路は、充電時または放電時の異常を検知するため、電圧や電流等のデータを取得する。電池保護回路は、観測されるデータに基づいて充電経路または放電経路に設けられるスイッチの開閉を制御し、電池セルの過充電または過放電を防止する（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６−１１８８２１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  充電経路または放電経路に設けられるスイッチは、負荷に電流を流さない際には、電流をより確実に遮断できることが好適である。加えて充電経路または放電経路に設けられるスイッチは、負荷に電流を流す際には、大きな電流を流すことができることが好適である。【０００６】  本発明の一態様は、新規な電池保護回路、蓄電装置、及び電気機器等を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、電流を遮断することと、大電流を流すことと、の両立ができる、新規な構成の電池保護回路、蓄電装置、及び電気機器等を提供することを課題の一とする。【０００７】  なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した課題、及び／又は他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明の一態様は、電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、メカニカルリレーは、第１端子と、第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、第１のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、第２のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、第１の電流は、第２の電流よりも大きい、電池保護回路である。【０００９】  本発明の一態様は、電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、メカニカルリレーは、第１端子と、第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、第１のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、第１のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層がシリコンで構成され、第２のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、第２のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層が酸化物半導体で構成され、第１の電流は、第２の電流よりも大きい、電池保護回路である。【００１０】  本発明の一態様において、第１の電流および第２の電流は、第１のトランジスタおよび第２のトランジスタのソースとドレインとの間を流れるオン電流である、電池保護回路が好ましい。【００１１】  本発明の一態様において、第１のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第１のオフ電流は、第２のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第２のオフ電流よりも大きい、電池保護回路が好ましい。【００１２】  本発明の一態様は、電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、スイッチ回路は、第１のトランジスタを有し、第１のトランジスタは、バックゲート電極を有し、第１のトランジスタは、バックゲート電極に印加する電圧を制御することで、オン動作時において第１端子と第２端子との間を流れる第１の電流および第２の電流を切り替えることができ、第１の電流は、第２の電流よりも大きい、電池保護回路である。【００１３】  本発明の一態様は、電池セルと、電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、メカニカルリレーは、第１端子と、第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、第１のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、第２のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、第１の電流は、第２の電流よりも大きい、蓄電装置である。【００１４】  本発明の一態様は、電池セルと、電���セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、スイッチ回路は、メカニカルリレーと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタを有し、スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、メカニカルリレーは、第１端子と、第２端子と、の電気的な接続を遮断する機能を有し、第１のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第１の電流を流す機能を有し、第１のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層がシリコンで構成され、第２のトランジスタは、第１端子と、第２端子と、の間に第２の電流を流す機能を有し、第２のトランジスタは、チャネル形成領域を有する半導体層が酸化物半導体で構成され、第１の電流は、第２の電流よりも大きい、蓄電装置である。【００１５】  本発明の一態様において、第１の電流および第２の電流は、第１のトランジスタおよび第２のトランジスタのソースとドレインとの間を流れるオン電流である、蓄電装置が好ましい。【００１６】  本発明の一態様において、第１のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第１のオフ電流は、第２のトランジスタのオフ動作時にソースとドレインとの間を流れる第２のオフ電流よりも大きい、蓄電装置が好ましい。【００１７】  本発明の一態様は、電池セルと、電池セルの充放電を制御するためのスイッチ回路を有し、スイッチ回路は、第１端子と、第２端子との間の電気的な接続を制御する機能を有し、スイッチ回路は、第１のトランジスタを有し、第１のトランジスタは、バックゲート電極を有し、第１のトランジスタは、バックゲート電極に印加する電圧を制御することで、オン動作時において第１端子と第２端子との間を流れる第１の電流および第２の電流を切り替えることができ、第１の電流は、第２の電流よりも大きい、蓄電装置である。【００１８】  本発明の一態様において、上記蓄電装置は、スイッチ回路を制御するための電池保護回路と、電池セルの充電モードを切り替えるための充電制御回路と、を有し、第１のトランジスタは、第１端子と、第２端子との間を流れる電流量を制御する機能を有し、電池保護回路は、充電制御回路の信号に応じて、電流量を制御する、蓄電装置が好ましい。【００１９】  本発明の一態様において、電池保護回路は、充電モードを定電流充電モードから定電圧充電モードに切り替わるように電流量を制御する機能を有する、蓄電装置が好ましい。【００２０】  本発明の一態様において、第１のトランジスタは、チャネル形成領域に酸化物半導体を有する、蓄電装置が好ましい。【００２１】  本発明の一態様は、上記記載の蓄電装置と、筐体と、を有する電気機器である。【００２２】  なおその他の本発明の一態様については、以下で述べる実施の形態における説明、及び図面に記載されている。
【発明の効果】
【００２３】  本発明の一態様は、新規な電池保護回路、蓄電装置、及び電気機器等を提供することができる。または、本発明の一態様は、電流を遮断することと、大電流を流すことと、の両立ができる、新規な構成の電池保護回路、蓄電装置、及び電気機器等を提供することができる。そのため、過充電となる電圧を超えて充電する状態、あるいは過放電電圧を超えて放電するといった状態、となることを防ぐことができる。【００２４】  なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書又は図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、及び／又は他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】図１Ａ、図１Ｂは本発明の一態様を説明するブロック図および回路図である。
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄは本発明の一態様を説明する図である。
図３Ａ、図３Ｂは本発明の一態様を説明する回路図である。
図４Ａ、図４Ｂは本発明の一態様を説明する回路図である。
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは本発明の一態様を説明する回路図である。
図６Ａ、図６Ｂは本発明の一態様を説明するグラフおよびフローチャートである。
図７Ａ、図７Ｂは本発明の一態様を説明するグラフおよびフローチャートである。
図８Ａ、図８Ｂは本発明の一態様を説明するブロック図および回路図である。
図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは本発明の一態様を説明するグラフおよび回路図である。
図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは本発明の一態様を説明するグラフおよび回路図である。
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃは本発明の一態様を説明する回路図である。
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄは本発明の一態様を説明する図である。
図１３は半導体装置の構成を説明する断面模式図である。
図１４は半導体装置の構成を説明する断面模式図である。
図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃは半導体装置の構成を説明する断面模式図である。
図１６Ａ、図１６Ｂは電子部品の作製工程を示すフローチャート図及び斜視模式図である。
図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃは本発明の一態様の電気機器を説明する図である。
図１８Ａ、図１８Ｂ、図１８Ｃは本発明の一態様の電気機器を説明する図である。
図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃは本発明の一態様の電気機器を説明する図である。
図２０Ａ、図２０Ｂは本発明の一態様の電気機器を説明する図である。
図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。
図２２は本発明の一態様の電子機器を説明する図である。
図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ、図２３Ｄ、図２３Ｅは本発明の一態様の電子機器を説明する図である。
図２４Ａ、図２４Ｂは本発明の実施例を説明するレイアウト図である。
図２５Ａ、図２５Ｂは本発明の実施例を説明するレイアウト図である。
図２６Ａ、図２６Ｂは本発明の実施例を説明する斜視図および回路図である。
図２７は本発明の実施例を説明するグラフである。
図２８は本発明の実施例を説明するグラフである。
図２９は本発明の実施例を説明するグラフである。
図３０は本発明の実施例を説明するグラフである。
図３１は本発明の実施例を説明するグラフである。
図３２は本発明の実施例を説明するグラフである。
図３３は本発明の実施例を説明するグラフである。
図３４は本発明の実施例を説明するグラフである。
図３５はギザギザ量の、チャネル長およびチャネル幅依存性を測定した結果を示す図である。
図３６Ａ、図３６Ｂは１／ｆノイズ測定システムを用いて得られた結果を示す図である。
図３７はギザギザ量と１／ｆノイズとの相関を説明する図である。
図３８Ａ、図３８Ｂは本発明の一態様を説明するブロック図およびグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２６】  以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２７】  なお本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第１」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において「第２」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第１」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において省略することもありうる。
【００２８】  なお図面において、同一の要素または同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２９】（実施の形態１）
本発明の一態様である電池保護回路、および当該電池保護回路を備えた蓄電装置の構成について、図１乃至図１２を参照して説明する。
【００３０】  図１Ａには、電池保護回路を備えた蓄電装置のブロック図の一例について示す。図１に示す蓄電装置１０は、電池セル１１、電池保護回路１２、およびスイッチ回路１３を有する。
【００３１】  蓄電装置１０は、端子１４と端子１５との間に、充電を行うための充電回路および／または電力を供給する負荷が設けられる。充電回路は、電池セルの充電を行うための電流（充電電流）を供給する回路である。負荷は、電池セルが放電して流れる電流（放電電流）で駆動する回路である。
【００３２】  電池セル１１は、単体の電池セルとして説明するが、複数の電池セルを組み合わせたものでもよい。なお電池セル１１をリチウムイオン二次電池セルとして説明するが、リチウムイオン二次電池セルに限定されず、二次電池の正極材料として例えば、元素Ａ、元素Ｘ、及び酸素を有する材料を用いることができる。元素Ａは第１族の元素および第２族の元素から選ばれる一以上である。第１族の元素として例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属を用いることができる。また、第２族の元素として例えば、カルシウム、ベリリウム、マグネシウム等を用いることができる。元素Ｘとして例えば金属元素、シリコン及びリンから選ばれる一以上を用いることができる。また、元素Ｘはコバルト、ニッケル、マンガン、鉄、及びバナジウムから選ばれる一以上である。代表的には、リチウムコバルト複合酸化物ＬｉＣｏＯ３や、リン酸鉄リチウムＬｉＦｅＰＯ４が挙げられる。
【００３３】  電池保護回路１２は、充電電流および放電電流を制御するためのスイッチ回路１３を制御するための信号ＤＥおよび信号ＣＥを生成する機能を有する。例えば、信号ＤＥ（複数の場合、信号ＤＥ１、ＤＥ２という）は放電を制御するための信号である。また、信号ＣＥ（複数の場合、信号ＣＥ１、ＣＥ２という）は充電を制御するための信号である。電池保護回路１２は、端子１４と端子１５との間を流れる電流、あるいは端子間の電圧（例えば端子１４の電圧ＶＨ）を監視し、得られた電圧に応じて信号ＤＥおよび信号ＣＥを生成する機能を有する。
【００３４】  スイッチ回路１３は、電池セル１１に対して直列に設けられる。スイッチ回路１３は信号ＤＥおよび信号ＣＥに応じて、蓄電装置１０を流れる充電電流および放電電流を制御する機能を有する。具体的には、端子１６と端子１７との間の電気的な接続を制御する機能を有する。なおスイッチ回路１３は、電池保護回路１２と協働して電池セル１１の過電流あるいは過電圧を防止するように動作する。そのため本明細書および図面において、電池保護回路１２およびスイッチ回路１３を総じて電池保護回路と呼ぶ場合もある。この場合、スイッチ回路１３は電池保護回路１２に含まれるとして説明する場合がある。
【００３５】  図１Ｂは、スイッチ回路１３の具体例を示す回路である。図１Ｂに示すスイッチ回路１３は、メカニカルリレー２１、メカニカルリレー２２、トランジスタ２３、およびトランジスタ２４を有する。メカニカルリレー２１、メカニカルリレー２２、トランジスタ２３、およびトランジスタ２４は、信号ＤＥあるいは信号ＣＥに応じて個別にオンまたはオフが制御される。
【００３６】  メカニカルリレー２１、２２（機械式リレー）は、接点を有し、電磁作用により機械的に接点を開閉させて電流を遮断するか否かを制御する機能を有する。メカニカルリレー２１、２２は、電気信号を受けて機械的な動きに変えるコイル部と、電気を開閉動作に変換する接点部を有する。メカニカルリレー２１、２２は、物理的にコイル部と接点部が離れているため、２つの端子間の絶縁性を確保することができる。つまり、メカニカルリレー２１、２２をオフに切り替えた際に流れる電流をなくすことができる。なおメカニカルリレー２１、２２は２つの端子間の電気的な接続を切り替える機能を有するため、図面等ではスイッチとして図示している。
【００３７】  トランジスタ２３は、チャネル形成領域を有する半導体層がシリコンで構成されるトランジスタ（Ｓｉトランジスタという）である。Ｓｉトランジスタに用いる材料としては、単結晶シリコン及び非単結晶シリコン（例えば、多結晶シリコン等）を用いることができる。Ｓｉトランジスタに単結晶シリコンを用いる場合、オン時にソースとドレインとの間を流れる電流（オン電流ともいう）を大きくすることができる。なお半導体層の材料としてはシリコンの他、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの半導体、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用いることができる。なおトランジスタ２３は、負荷に電流を流すように設計されたトランジスタとしての機能を有し、パワーＭＯＳＦＥＴと呼ぶ場合もある。
【００３８】  トランジスタ２４は、チャネル形成領域を有する半導体層が酸化物半導体で構成されるトランジスタ（ＯＳトランジスタという）である。酸化物半導体はキャリア密度を小さくすることで、オフ時にソースとドレインとの間を流れる電流（オフ電流、あるいはリーク電流ともいう）を極めて低くすることができる。ＯＳトランジスタの詳細については、後の実施の形態で説明する。なお図１Ｂにおいてトランジスタ２４は、バックゲートを有する回路記号として図示しているが、バックゲートがない構造であってもよい。なおトランジスタ２４は、負荷に電流を流すように設計されたトランジスタとしての機能を有し、パワーＭＯＳＦＥＴと呼ぶ場合もある。
【００３９】  ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタを用いた回路上などに積層することで自由に配置可能であるため、集積化を容易に行うことができる。またＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタと同様の製造装置を用いて作製することが可能であるため、低コストで作製可能である。
【００４０】  またＯＳトランジスタは、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極に加えて、バックゲート電極を含むと、４端子の半導体素子とすることができる。ゲート電極またはバックゲート電極に与える電圧に応じて、ソースとドレインとの間を流れる信号の入出力が独立制御可能な電気回路網を構成することができる。そのため、ＬＳＩと同一思考で回路設計を行うことができる。加えてＯＳトランジスタは、高温環境下において、Ｓｉトランジスタよりも優れた電気特性を有する。具体的には、１００℃以上２００℃以下、好ましくは１２５℃以上１５０℃以下といった高温下においてもオン電流とオフ電流の比が大きいため、良好なスイッチング動作を行うことができる。
【００４１】  次いで、図２Ａ乃至図２Ｄ、図３Ａ及び図３Ｂ、および図４Ａ及び図４Ｂに示す回路図を用いて、図１Ｂに図示するスイッチ回路１３の動作を説明する。
【００４２】  図２Ａは、蓄電装置１０が取り得る３つの状態を説明するための図である。期間Ｔ１は、負荷に大電流を流すようにスイッチ回路１３を切り替える期間に相当する。期間Ｔ２は、負荷に電流を流す制御を行う制御と、スイッチ回路１３に流れる電流を極めて低くする制御と、を切り替え可能な期間に相当する。期間Ｔ３は、スイッチ回路１３の端子間（端子１６，１７）の間に流れる電流を極めて低くするよう制御する期間に相当する。
【００４３】  図２Ｂは、期間Ｔ１での動作について説明するための図である。期間Ｔ１では、メカニカルリレー２１をオンにする構成とする。期間Ｔ１では、メカニカルリレー２２およびトランジスタ２４をオフにする。
【００４４】  当該図２Ｂに図示するようにメカニカルリレー２１、メカニカルリレー２２およびトランジスタ２４を切り替えることで、スイッチ回路１３は、トランジスタ２３のオンまたはオフに基づく電流の遮断の制御を図ることができる。つまり図３Ａに図示するようにトランジスタ２３のオン時には、Ｓｉトランジスタであるトランジスタ２３に電流Ｉ２３＿ＯＮを流すことができる。このとき、メカニカルリレー２２およびトランジスタ２４はオフであるため、トランジスタ２４を流れる電流Ｉ２４＿ＯＦＦが極めて小さい。一方で、図３Ｂに図示するようにトランジスタ２３のオフ時には、Ｓｉトランジスタであるトランジスタ２３にオフ電流である電流Ｉ２３＿ＯＦＦが流れる。このとき、メカニカルリレー２２およびトランジスタ２４はオフであるため、トランジスタ２４を流れるオフ電流である電流Ｉ２４＿ＯＦＦが極めて低い。
【００４５】  図２Ｃは、期間Ｔ２での動作について説明するための図である。期間Ｔ２では、メカニカルリレー２２をオンにする構成とする。期間Ｔ２では、メカニカルリレー２１およびトランジスタ２３をオフにする。
【００４６】  当該図２Ｃに図示するようにメカニカルリレー２１、メカニカルリレー２２およびトランジスタ２３を切り替えることで、スイッチ回路１３は、トランジスタ２４のオンまたはオフに基づく電流の遮断の制御を図ることができる。つまり図４Ａに図示するようにトランジスタ２４のオン時には、ＯＳトランジスタであるトランジスタ２３に電流Ｉ２４＿ＯＮを流すことができる。このとき、メカニカルリレー２１はオフであるため、トランジスタ２４を流れる電流Ｉ２３＿ＯＦＦが極めて小さい。一方で、図４Ｂに図示するようにトランジスタ２４のオフ時には、トランジスタ２４をＯＳトランジスタとするため、流れるオフ電流である電流Ｉ２４＿ＯＦＦを極めて低いものとすることができる。このとき、メカニカルリレー２１はオフであるため、トランジスタ２３を流れる電流Ｉ２３＿ＯＦＦが極めて小さい。
【００４７】  図２Ｄは、期間Ｔ３での動作について説明するための図である。期間Ｔ３では、メカニカルリレー２１、２２を共にオフにする構成とする。そのため、トランジスタ２３を流れる電流Ｉ２３＿ＯＦＦおよび電流Ｉ２４＿ＯＦＦを共に極めて小さいものとなる。
【００４８】  本発明の一態様は、メカニカルリレー２１とトランジスタ２３を介して電流を流す構成とする。トランジスタ２３は、半導体層に単結晶シリコンを有するＳｉトランジスタとすることでオン電流を大きくすることができる。メカニカルリレー２１は、２つの端子間の絶縁性を確保することができるため、トランジスタ２３のオフ電流に関わらず、端子間を流れる電流を極めて低い状態とすることができる。
【００４９】  また本発明の一態様は、メカニカルリレー２２とトランジスタ２４を介して電流を流す構成とする。トランジスタ２４は、半導体層に酸化物半導体を有するＯＳトランジスタとすることでオフ電流を極めて低くすることができる。メカニカルリレー２２は、２つの端子間の絶縁性を確保することができるため、トランジスタ２４のオフ電流に関わらず、オフ状態での端子間を流れる電流を極めて低い状態とすることができる。そのため、電気特性の異なるトランジスタを切り替えて用いることで、スイッチ回路を流れる電流の遮断と、負荷への大電流の供給と、の両立ができる。
【００５０】  本発明の一態様の構成のように、メカニカルリレーと電気特性の異なるトランジスタと、を切り替えて動作させる構成とすることで、メカニカルリレーの開閉の切り替え頻度を抑制することができる。加えて、負荷への大電流の供給、および極めて低いオフ電流を利用した端子間を流れる電流の遮断、を図ることができる。
【００５１】  また本発明の一態様の構成とすることで、電池セルへの短時間での充電、あるいは負荷に大電流を流すことができる。加えて、本発明の一態様の構成とすることで、オフ電流の影響を受けることなく、電流の供給と遮断を切り替えて動作させることが可能となるため、過充電となる電圧を超えて充電する状態、あるいは過放電電圧を超えて放電するといった状態、となることをより確実に防ぐことができる。
【００５２】  また本発明の一態様として説明した図１Ｂのスイッチ回路１３の構成は、別の構成でもよい。例えば、図５Ａに図示するスイッチ回路の構成でもよい。
【００５３】  図５Ａに示すスイッチ回路１３Ａは、トランジスタ３１、トランジスタ３２およびメカニカルリレー３３を有する。図５Ａに図示するスイッチ回路１３Ａの構成は、図１Ｂのスイッチ回路１３の構成と比べて、端子１６と端子１７との間でメカニカルリレーを１つ削減することができる。
【００５４】  図５Ｂ乃至図５Ｄは、図２Ｂ乃至図２Ｄと同様に、蓄電装置１０が取り得る３つの状態に対応して説明するための図である。
【００５５】  図５Ｂでは、負荷に大電流を流すようにスイッチ回路１３Ａを切り替える期間Ｔ１に相当する動作を説明する。図５Ｂでは、メカニカルリレー３３をオンにする構成とし、トランジスタ３１をオンまたはオフとすることで、スイッチ回路１３Ａの端子間を流れる電流を制御する。なお期間Ｔ１では、トランジスタ３２をオフにする。
【００５６】  図５Ｂに図示するようにスイッチ回路１３Ａは、トランジスタ３１のオンまたはオフに基づく電流の遮断の制御を図ることができる。つまりトランジスタ３１をオンとすることで、Ｓｉトランジスタであるトランジスタ３１に電流Ｉ３１＿ＯＮを流すことができる。このとき、メカニカルリレー３３には、トランジスタ３１を流れる電流と同じ大きさの電流Ｉ３３＿ＯＮが流れる。
【００５７】  また図５Ｃでは、負荷に電流を流す制御を行う制御と、スイッチ回路１３Ａに流れる電流を極めて低くする制御と、を切り替え可能な期間Ｔ２に相当する動作を説明する。図５Ｃでは、トランジスタ３１をオンにする構成とし、トランジスタ３２をオンまたはオフとすることで、スイッチ回路１３Ａの端子間を流れる電流を制御する。なお期間Ｔ２では、メカニカルリレー３３をオフにし、トランジスタ３１をオンにする。このとき、トランジスタ３１には、トランジスタ３２を流れる電流と同じ大きさの電流Ｉ３１＿ＯＮが流れる。
【００５８】  図５Ｃに図示するようにスイッチ回路１３Ａは、トランジスタ３２のオンまたはオフに基づく電流の遮断の制御を図ることができる。つまりトランジスタ３２をオンとすることで、ＯＳトランジスタであるトランジスタ３２に電流Ｉ３２＿ＯＮを流すことができる。またオフ電流が極めて低いＯＳトランジスタであるトランジスタ３２をオフとすることで、端子１６と端子１７との間の電流の遮断を行う。
【００５９】  また図５Ｄでは、スイッチ回路１３Ａの端子間（端子１６，１７）の間に流れる電流を極めて低くするよう制御する期間Ｔ３に相当する動作を説明する。図５Ｄでは、トランジスタ３１、３２および、メカニカルリレー３３をオフとして、スイッチ回路１３Ａの端子間を流れる電流を制御する。
【００６０】  図５Ｄに図示するようにスイッチ回路１３Ａは、トランジスタ３２のオフおよびメカニカルリレー３３のオフに基づく電流（電流Ｉ３２＿ＯＦＦ、電流Ｉ３３＿ＯＦＦ）の遮断を図ることができる。つまりオフ電流が極めて低いＯＳトランジスタであるトランジスタ３２と、メカニカルリレー３３のオフを組み合わせることで、スイッチ回路１３Ａの端子間を流れる電流を遮断することができる。
【００６１】  図５Ｂ乃至図５Ｄのように動作させることで図２Ｂ乃至図２Ｄと同様の作用効果を奏することができる。図５Ａの構成のように、メカニカルリレーと電気特性の異なるトランジスタと、を切り替えて動作させる構成とすることで、メカニカルリレーの開閉の切り替え頻度を抑制することができる。加えて、負荷への大電流の供給、および極めて低いオフ電流を利用した端子間を流れる電流の遮断、を図ることができる。
【００６２】  また図５Ａの構成とすることで、電池セルへの短時間での充電、あるいは負荷に大電流を流すことができる。加えて、本発明の一態様の構成とすることで、オフ電流の影響を受けることなく、電流の供給と遮断を切り替えて動作させることが可能となるため、過充電となる電圧を超えて充電する状態、あるいは過放電電圧を超えて放電するといった状態、となることをより確実に防ぐことができる。
【００６３】  図１Ａおよび図１Ｂで説明した蓄電装置１０における、電池セル１１の過充電時のスイッチ回路１３の制御について図６Ａおよび図６Ｂを参照して説明する。
【００６４】  図６Ａは、過充電時の端子１４側の電圧ＶＨの変化を模式的に表したグラフである。充電時、電圧ＶＨは上昇し、時刻ｔ１で電圧Ｖ１、時刻ｔ２で電圧Ｖ２となる。電圧Ｖ１は、当該電圧を超えると充電完了と判定されるよう設定される電圧に相当する。電圧Ｖ２は、電圧１より高い電圧である。
【００６５】  図６Ｂは、図６Ａに示す電圧の変化時のスイッチ回路１３の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６６】  電池保護回路１２は、充電時の初期状態で、スイッチ回路１３のメカニカルリレー２１（図中ＳＷ２１と略記）をオンにし、トランジスタ２３（図中Ｔｒ２３と略記）をオンにする制御を行う（ステップＳ００１）。当該制御は、図２Ａ乃至図２Ｄで説明した期間Ｔ１の動作に相当する。
【００６７】  電池保護回路１２は、電圧ＶＨの上昇によって電圧ＶＨが電圧Ｖ１を上回るか否かを検出して、満充電であると判定する（ステップＳ００２）。電圧ＶＨが電圧Ｖ１を超えた場合、次の状態に移行する。
【００６８】  ステップＳ００２で満充電であると判定された場合、電池保護回路１２は、トランジスタ２３をオフにする制御を行う（ステップＳ００３）。トランジスタ２３は、上述したようにＳｉトランジスタであるため、オフに切り替えてもオフ電流が流れるため、電圧ＶＨは上昇し続ける。
【００６９】  電池保護回路１２は、電圧ＶＨの上昇によって電圧ＶＨが電圧Ｖ２を上回ることを検出して、充電完了であると判定する（ステップＳ００４）。電圧ＶＨが電圧Ｖ２を超えた場合、次の状態に移行する。
【００７０】  ステップＳ００４で充電完了であると判定された場合、電池保護回路１２は、メカニカルリレー２１をオフにし、メカニカルリレー２２（図中ＳＷ２２と略記）をオンにし、トランジスタ２４（図中Ｔｒ２４と略記）をオフにする制御を行う（ステップＳ００５）。当該制御は、図２Ａ乃至図２Ｄで説明した期間Ｔ２の動作に相当する。トランジスタ２４は、上述したようにＯＳトランジスタであり、オフに切り替えた際のオフ電流を極めて低いものとすることができるため、電圧ＶＨの上昇を抑止することができる。
【００７１】  図１Ａおよび図１Ｂで説明した蓄電装置１０における、電池セル１１の充電開始時のスイッチ回路１３の制御について図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。
【００７２】  図７Ａは、充電開始時の端子１４側の電圧ＶＨの変化を模式的に表したグラフである。充電開始前は、負荷に電流を流す等の放電動作によって電圧ＶＨが低下する。時刻ｔ３で電圧Ｖ３となると充電を開始する。時刻ｔ４で再び電圧Ｖ２となり、充電完了となる。一方、放電動作による電圧降下の影響で電圧ＶＨがさらに低下する場合、時刻ｔ５で電圧Ｖ４となる。電圧Ｖ３は、電圧２より低い電圧である。電圧Ｖ４は、電圧３より低い電圧である。
【００７３】  図７Ｂは、図７Ａに示す電圧の変化時のスイッチ回路１３の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７４】  電池保護回路１２は、放電動作でスイッチ回路１３のメカニカルリレー２２をオンにし、トランジスタ２４をオフにする制御を行う（ステップＳ００６）。当該制御は、図２Ａ乃至図２Ｄで説明した期間Ｔ２の動作に相当する。トランジスタ２４は、上述したようにＯＳトランジスタであり、オフに切り替えた際のオフ電流を極めて低いものとすることができるため、電圧ＶＨの低下を抑止することができる。
【００７５】  電池保護回路１２は、電圧ＶＨの下降によって電圧ＶＨが電圧Ｖ３を下回ることを検出して、充電開始と判定する（ステップＳ００７）。電圧ＶＨが電圧Ｖ２を超えた場合、次の状態に移行する。
【００７６】  ステップＳ００７で充電開始と判定された場合、電池保護回路１２は、トランジスタ２４をオンにする制御を行う（ステップＳ００８）。当該制御は、図２Ａ乃至図２Ｄで説明した期間Ｔ２の動作に相当する。
【００７７】  電池保護回路１２は、トランジスタ２４をオンにしたことによって電圧ＶＨが上昇し、電圧Ｖ２を上回るか否かを検出して、充電完了を判定する（ステップＳ００９）。電圧ＶＨが電圧Ｖ２を超えた場合、トランジスタ２４をオフにする制御を行う（ステップＳ０１０）。トランジスタ２４は、上述したようにＯＳトランジスタであり、オフに切り替えた際のオフ電流を極めて低いものとすることができるため、電圧ＶＨの上昇を抑止することができる。
【００７８】  電池保護回路１２はトランジスタ２４をオンにして電圧ＶＨが上昇せず、電圧Ｖ３からさらに下降する場合、電圧ＶＨが電圧Ｖ４を下回るか否かを判定する（ステップＳ０１１）。電圧ＶＨが電圧Ｖ４を下回る場合、電池保護回路１２は、メカニカルリレー２１をオンにし、メカニカルリレー２２をオフにし、トランジスタ２３をオンにする制御を行う（ステップＳ０１２）。当該制御は、図２Ａ乃至図２Ｄで説明した期間Ｔ１の動作に相当する。トランジスタ２３は、上述したようにＳｉトランジスタであり、オンに切り替えた際の電流をＯＳトランジスタを流れる電流と比べて大きいものとすることができるため、放電動作による電圧降下が大きい場合でも電圧ＶＨを上昇させることができる。
【００７９】  なお、図１Ａに図示した蓄電装置１０の構成において、スイッチ回路１３を用いて充電と放電の制御を切り替える構成とする場合、一例として図８Ａ、図８Ｂの構成とすればよい。
【００８０】  図８Ａは、蓄電装置１０Ａのブロック図である。蓄電装置１０Ａが、図１Ａで示した蓄電装置１０と異なる点は、電池保護回路１２Ａ内に端子１４と端子１５との間の電圧を検出するための電圧検出回路１８、および充電と放電の制御を切り替えるための充放電切替回路３０を備えた点にある。電圧検出回路１８は、端子１４と端子１５との間の電圧に応じて、充放電切替回路３０を制御するための信号ＤＥ，信号ＣＥを生成する機能を有する。
【００８１】  図８Ｂは、図８Ａで図示した充放電切替回路３０の構成例を示す図である。端子１６と端子１７との間には、スイッチ回路１３Ｄと、スイッチ回路１３Ｃと、ダイオード素子４１と、を備える。スイッチ回路１３Ｄの制御に応じて、電池セル１１の放電が制御される。スイッチ回路１３Ｃの制御に応じて、電池セル１１の充電が制御される。なお図８Ｂでは、ダイオード素子４１を回路図上で図示しているが、Ｓｉトランジスタに寄生して設けられるダイオード接合を利用することで省略することも可能である。
【００８２】  図８Ａおよび図８Ｂで説明した蓄電装置１０Ａにおける、電池セル１１の、放電する動作から充電する動作に転じる過程（充電開始時という）のスイッチ回路１３Ｃおよび１３Ｄを有する充放電切替回路３０の制御について図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。
【００８３】  図９Ａは、充電開始時の端子１４側の電圧ＶＨの変化を模式的に表したグラフである。図９Ａでは、電圧ＶＨは負荷への放電（放電動作）によって下降し、過放電状態となる直前の時刻ｔ６で負荷への放電を停止（停止動作）した後、時刻ｔ７で充電（充電動作）を開始し、電圧ＶＨが上昇する様子を図示している。
【００８４】  また図９Ｂは、図９Ａにおける充電動作時の充放電切替回路３０を流れる電流を点線矢印で可視化して示す図である。図９Ｂに図示するように、スイッチ回路１３Ｃおよび１３Ｄを共にオンにして、電流を流す。
【００８５】  また図９Ｃは、図９Ａにおける停止動作時の充放電切替回路３０の様子を示す図である。図９Ｃに図示するように、スイッチ回路１３Ｄにおいて、メカニカルリレー２１，２２を共にオフにして、流れる電流（Ｉ２１＿ＯＦＦ、Ｉ２２＿ＯＦＦ）を極めて低くする。当該構成とすることで、過放電に伴う電池セル１１の劣化を抑制することができる。なおトランジスタ２４のオフ電流が低いことを利用して、メカニカルリレーをオンとしてもよい。
【００８６】  また、図８Ａおよび図８Ｂで説明した蓄電装置１０Ａにおける、電池セル１１の放電開始時のスイッチ回路１３Ｃおよび１３Ｄを有する充放電切替回路３０の制御について図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して説明する。
【００８７】  図１０Ａは、充電する動作から放電する動作に転じる過程（放電開始時という）の端子１４側の電圧ＶＨの変化を模式的に表したグラフである。図１０Ａでは、電圧ＶＨは電池セル１１への放電（充電動作）によって上昇し、過充電状態となる直前の時刻ｔ８で電池セル１１への放電を停止（停止動作）した後、時刻ｔ９で放電（放電動作）を開始し、電圧ＶＨが下降する様子を図示している。
【００８８】  また図１０Ｂは、図１０Ａにおける放電動作時の充放電切替回路３０を流れる電流を点線矢印で可視化して示す図である。図１０Ｂに図示するように、スイッチ回路１３Ｃおよび１３Ｄを共にオンにして、電流を流す。
【００８９】  また図１０Ｃは、図１０Ａにおける停止動作時の充放電切替回路３０の様子を示す図である。図１０Ｃに図示するように、スイッチ回路１３Ｃにおいて、メカニカルリレー２１，２２を共にオフにして、流れる電流を極めて低くする。この場合、ダイオード素子４１を介してリーク電流Ｉ４１＿ＯＦＦが流れるため、スイッチ回路１３Ｃをオフにして停止動作とした際に電流が流れるため、電圧ＶＨがわずかに変動する。
【００９０】  なお上述したスイッチ回路１３の回路構成は、図１Ｂで示すスイッチ回路１３あるいは図５Ａで示すスイッチ回路１３Ａの回路図の構成に限らない。スイッチ回路の変形例を図１１Ａ乃至図１１Ｃに示す。
【００９１】  図１１Ａに示すスイッチ回路１３Ｅは、図１Ｂに示すスイッチ回路１３におけるメカニカルリレー２２を省略し、トランジスタ２４のバックゲートに電圧ＶＢＧを与える構成に相当する。図１１Ａに示すスイッチ回路１３Ｅの構成とすることで、電圧ＶＢＧをプラスシフトあるいはマイナスシフトさせることでしきい値電圧を制御することができる。そのためトランジスタ２４の電気特性を変動させて端子１６と端子１７の間を流れる電流量を増減させる構成とすることができる。
【００９２】  図１１Ｂに示すスイッチ回路１３Ｆは、図１Ｂに示すスイッチ回路１３におけるメカニカルリレー２１、２２を省略し、トランジスタ２３および２４を共にバックゲートを備えたＯＳトランジスタであるトランジスタ２３Ａ、２４Ａとする構成に相当する。トランジスタ２３Ａのバックゲートに電圧ＶＢＧ１を与え、トランジスタ２４Ａのバックゲートに電圧ＶＢＧ１とは異なる電圧ＶＢＧ２を与える構成とすることができる。図１１Ｂに示すスイッチ回路１３Ｆの構成とすることで、電圧ＶＢＧ１と電圧ＶＢＧ２を別々に制御してそれぞれのトランジスタのしきい値電圧を制御することができる。そのためメカニカルリレー２１、２２を設けることなく、端子１６と端子１７の間を流れる電流量を増減させる構成とすることができる。
【００９３】  あるいは図１１Ｃに示すスイッチ回路１３Ｇのように、バックゲートを備えたＯＳトランジスタであるトランジスタ２５を備える構成としてもよい。トランジスタ２５のバックゲートに複数の電圧ＶＢＧとして複数の電圧を与えることで、トランジスタ２５の電気特性を切り替える構成とすることができる。そのため、トランジスタ特性を切り替えることにより、端子１６と端子１７の間を流れる電流量を増減させる構成とすることができる。
【００９４】  図１２Ａ乃至図１２Ｃでは、図１１Ｃに図示するスイッチ回路１３Ｇの動作例および応用例について示す。
【００９５】  図１２Ａは、図１１Ｃで図示したスイッチ回路１３Ｇのトランジスタ２５のゲートに電圧ＶＧ、バックゲートに電圧ＶＢＧを与えた際に端子１６と端子１７との間に電流ＩＤが流れる様子を図示している。
【００９６】  図１２Ｂは、図１２Ａに図示するトランジスタ２５の電流−電圧特性を表すグラフの模式図である。バックゲート電圧を電圧ＶＢＧ＿Ａ、ＶＢＧ＿Ｂ（＜ＶＢＧ＿Ａ）で切り替えることで電気特性の異なる状態を切り替えることができるトランジスタ２５をスイッチ回路１３Ｇに用いることができる。例えばバックゲート電圧を電圧ＶＢＧ＿Ａとしてトランジスタ２５がオン時に端子１６と端子１７の間を流れる電流量を増加させる状態と、バックゲート電圧を電圧ＶＢＧ＿Ｂとしてトランジスタ２５がオフ時に端子１６と端子１７の間を流れる電流量を極めて低い状態と、を切り替えることができるトランジスタ２５をスイッチ回路１３Ｇに用いることができる。
【００９７】  スイッチ回路１３ＧのトランジスタをＯＳトランジスタであるトランジスタ２５で構成することで、図１２Ｃに図示する蓄電装置１０Ｂのように電池保護回路１２Ｂ内にスイッチ回路１３Ｇを備えた構成とすることも可能である。ＯＳトランジスタで電池保護回路１２Ｂを構成することで、電池保護回路１２Ｂを折り曲げ可能な構成とすることができ、図１２Ｄに図示するように電池セル１１に電池保護回路１２Ｂを巻き付けて貼付するような構成を可能とすることができる。
【００９８】  また図３８Ａ、図３８Ｂでは、図１２Ｃに示す蓄電装置１０Ｂの構成の変形例について説明する。図３８に示す蓄電装置１０Ｃでは、図１２Ｃに示す蓄電装置１０Ｂとは異なり、電池保護回路１２Ｂとスイッチ回路１３Ｇとを分けて図示している。また、図３８Ａでは、電池セル１１の充電モードを切り替えるための充電制御回路４０を図示している。
【００９９】  充電制御回路４０は、端子１４の電圧ＶＨ、および端子１５の電圧ＶＬ１に応じて、上記充電モードを切り替える。充電制御回路４０は、定電流（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ：ＣＣ）充電モードまたは定電圧（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ：ＣＶ）充電モードといった充電モードを切り替える。ＣＣ充電時においては、一定の電流を電池セル１１に流して充電を行う。電池セル１１の劣化によって、電池セル１１の抵抗値が変われば、定電流を流すための電圧ＶＨが上昇してしまう。
【０１００】  図３８Ａの構成では、電池保護回路１２Ｂの制御に応じて、スイッチ回路１３Ｇが有するトランジスタ２５に流れる電流を調整する。換言すれば、トランジスタ２５をアナログ制御する構成とする。トランジスタ２５をアナログ制御する構成とすることで、電池セル１１の負極の電圧ＶＬ２を制御し、電圧ＶＨ側が高くなるよう制御することができる。そのため、アナログ制御によって電圧ＶＨを上昇させてＣＣ充電モードをＣＶ充電モードに切り替えることができる。
【０１０１】  なお充電モードを切り替えるためのトランジスタ２５のアナログ制御は、充電制御回路４０からの信号に応じて、電池保護回路１２Ｂがトランジスタ２５のゲートに印加する電圧を調節することで電流量を制御する構成とすればよい。
【０１０２】  図３８Ｂのグラフに図示するように、トランジスタ２５をアナログ制御して、ＣＣ充電モードをＣＶ充電モードに切り替える構成とすることで、電池セル１１に流れる電流量Ｉを制限することができる。そのため、劣化した電池セル１１を充電する場合であっても、安全な充電を行うことができる。
【０１０３】  以上説明したように本発明の一態様の構成では、電池セルへの短時間での充電、あるいは負荷に大電流を流すことができる。加えて本発明の一態様の構成では、オフ電流の影響を受けることなく、電流の供給と遮断を切り替えて動作させることが可能となるため、過充電となる電圧を超えて充電する状態、あるいは過放電電圧を超えて放電するといった状態、となることをより確実に防ぐことができる。
【０１０４】  本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０１０５】（実施の形態２）
上記実施の形態で説明した電池保護回路に適用可能な半導体装置の構成例について説明する。
【０１０６】  図１３に示す半導体装置は、トランジスタ３００と、トランジスタ５００と、容量素子６００と、を有している。図１５Ａはトランジスタ５００のチャネル長方向の断面図であり、図１５Ｂはトランジスタ５００のチャネル幅方向の断面図であり、図１５Ｃはトランジスタ３００のチャネル幅方向の断面図である。
【０１０７】  トランジスタ５００は、チャネル形成領域に金属酸化物を有するトランジスタ（ＯＳトランジスタ）である。トランジスタ５００は、オフ電流が小さいため、これを半導体装置が有するＯＳトランジスタに用いることにより、長期にわたり書き込んだデータを保持することが可能である。
【０１０８】  本実施の形態で説明する半導体装置は、図１３に示すようにトランジスタ３００、トランジスタ５００、容量素子６００を有する。トランジスタ５００はトランジスタ３００の上方に設けられ、容量素子６００はトランジスタ３００、及びトランジスタ５００の上方に設けられている。
【０１０９】  トランジスタ３００は、基板３１１上に設けられ、導電体３１６、絶縁体３１５、基板３１１の一部からなる半導体領域３１３、ソース領域又はドレイン領域として機能する低抵抗領域３１４ａ、及び低抵抗領域３１４ｂを有する。なお、トランジスタ３００は、例えば、上記実施の形態におけるトランジスタ２３などのＳｉトランジスタ等に適用することができる。
【０１１０】  トランジスタ３００は、図１５Ｃに示すように、半導体領域３１３の上面及びチャネル幅方向の側面が絶縁体３１５を介して導電体３１６に覆われている。このように、トランジスタ３００をＦｉｎ型とすることにより、実効上のチャネル幅が増大することによりトランジスタ３００のオン特性を向上させることができる。また、ゲート電極の電界の寄与を高くすることができるため、トランジスタ３００のオフ特性を向上させることができる。
【０１１１】  なお、トランジスタ３００は、ｐチャネル型、あるいはｎチャネル型のいずれでもよい。
【０１１２】  半導体領域３１３のチャネルが形成される領域、その近傍の領域、ソース領域、又はドレイン領域となる低抵抗領域３１４ａ、及び低抵抗領域３１４ｂなどにおいて、シリコン系半導体などの半導体を含むことが好ましく、単結晶シリコンを含むことが好ましい。又は、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）、ＧａＡｌＡｓ（ガリウムアルミニウムヒ素）などを有する材料で形成してもよい。結晶格子に応力を与え、格子間隔を変化させることで有効質量を制御したシリコンを用いた構成としてもよい。又はＧａＡｓとＧａＡｌＡｓ等を用いることで、トランジスタ３００をＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）としてもよい。
【０１１３】  低抵抗領域３１４ａ、及び低抵抗領域３１４ｂは、半導体領域３１３に適用される半導体材料に加え、ヒ素、リンなどのｎ型の導電性を付与する元素、又はホウ素などのｐ型の導電性を付与する元素を含む。
【０１１４】  ゲート電極として機能する導電体３１６は、ヒ素、リンなどのｎ型の導電性を付与する元素、もしくはホウ素などのｐ型の導電性を付与する元素を含むシリコンなどの半導体材料、金属材料、合金材料、又は金属酸化物材料などの導電性材料を用いることができる。
【０１１５】  なお、導電体の材料によって仕事関数が決まるため、当該導電体の材料を選択することで、トランジスタのしきい値電圧を調整することができる。具体的には、導電体に窒化チタンや窒化タンタルなどの材料を用いることが好ましい。さらに導電性と埋め込み性を両立するために導電体にタングステンやアルミニウムなどの金属材料を積層として用いることが好ましく、特にタングステンを用いることが耐熱性の点で好ましい。
【０１１６】  なお、図１３に示すトランジスタ３００は一例であり、その構造に限定されず、回路構成や駆動方法に応じて適切なトランジスタを用いればよい。例えば、半導体装置をＯＳトランジスタのみで構成する場合、図１４に示すとおり、トランジスタ３００の構成を、酸化物半導体を用いているトランジスタ５００と同様の構成にすればよい。なお、トランジスタ５００の詳細については後述する。
【０１１７】  トランジスタ３００を覆って、絶縁体３２０、絶縁体３２２、絶縁体３２４、及び絶縁体３２６が順に積層して設けられている。
【０１１８】  絶縁体３２０、絶縁体３２２、絶縁体３２４、及び絶縁体３２６として、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなどを用いればよい。
【０１１９】  なお、本明細書中において、酸化窒化シリコンとは、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化シリコンとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。また、本明細書中において、酸化窒化アルミニウムとは、その組成として窒素よりも酸素の含有量が多い材料を指し、窒化酸化アルミニウムとは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い材料を示す。
【０１２０】  絶縁体３２２は、その下方に設けられるトランジスタ３００などによって生じる段差を平坦化する平坦化膜としての機能を有していてもよい。例えば、絶縁体３２２の上面は、平坦性を高めるために化学機械研磨（ＣＭＰ）法等を用いた平坦化処理により平坦化されていてもよい。
【０１２１】  また、絶縁体３２４には、基板３１１、又はトランジスタ３００などから、トランジスタ５００が設けられる領域に、水素や不純物が拡散しないようなバリア性を有する膜を用いることが好ましい。
【０１２２】  水素に対するバリア性を有する膜の一例として、例えば、ＣＶＤ法で形成した窒化シリコンを用いることができる。ここで、トランジスタ５００等の酸化物半導体を有する半導体素子に、水素が拡散することで、当該半導体素子の特性が低下する場合がある。したがって、トランジスタ５００と、トランジスタ３００との間に、水素の拡散を抑制する膜を用いることが好ましい。水素の拡散を抑制する膜とは、具体的には、水素の脱離量が少ない膜とする。
【０１２３】  水素の脱離量は、例えば、昇温脱離ガス分析法（ＴＤＳ）などを用いて分析することができる。例えば、絶縁体３２４の水素の脱離量は、ＴＤＳ分析において、膜の表面温度が５０℃から５００℃の範囲において、水素原子に換算した脱離量が、絶縁体３２４の面積当たりに換算して、１０×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下、好ましくは５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ２以下であればよい。
【０１２４】  なお、絶縁体３２６は、絶縁体３２４よりも誘電率が低いことが好ましい。例えば、絶縁体３２６の比誘電率は４未満が好ましく、３未満がより好ましい。また例えば、絶縁体３２６の比誘電率は、絶縁体３２４の比誘電率の０．７倍以下が好ましく、０．６倍以下がより好ましい。誘電率が低い材料を層間膜とすることで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。
【０１２５】  また、絶縁体３２０、絶縁体３２２、絶縁体３２４、及び絶縁体３２６には容量素子６００、又はトランジスタ５００と接続する導電体３２８、及び導電体３３０等が埋め込まれている。なお、導電体３２８、及び導電体３３０は、プラグ又は配線としての機能を有する。また、プラグ又は配線としての機能を有する導電体は、複数の構造をまとめて同一の符号を付与する場合がある。また、本明細書等において、配線と、配線と接続するプラグとが一体物であってもよい。すなわち、導電体の一部が配線として機能する場合、及び導電体の一部がプラグとして機能する場合もある。
【０１２６】  各プラグ、及び配線（導電体３２８、導電体３３０等）の材料としては、金属材料、合金材料、金属窒化物材料、又は金属酸化物材料などの導電性材料を、単層又は積層で用いることができる。耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましく、タングステンを用いることが好ましい。又は、アルミニウムや銅などの低抵抗導電性材料で形成することが好ましい。低抵抗導電性材料を用いることで配線抵抗を低くすることができる。
【０１２７】  絶縁体３２６、及び導電体３３０上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１３において、絶縁体３５０、絶縁体３５２、及び絶縁体３５４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３５０、絶縁体３５２、及び絶縁体３５４には、導電体３５６が形成されている。導電体３５６は、トランジスタ３００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。なお導電体３５６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。
【０１２８】  なお、例えば、絶縁体３５０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３５６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３５０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。
【０１２９】  なお、水素に対するバリア性を有する導電体としては、例えば、窒化タンタル等を用いるとよい。また、窒化タンタルと導電性が高いタングステンを積層することで、配線としての導電性を保持したまま、トランジスタ３００からの水素の拡散を抑制することができる。この場合、水素に対するバリア性を有する窒化タンタル層が、水素に対するバリア性を有する絶縁体３５０と接する構造であることが好ましい。
【０１３０】  絶縁体３５４、及び導電体３５６上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１３において、絶縁体３６０、絶縁体３６２、及び絶縁体３６４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３６０、絶縁体３６２、及び絶縁体３６４には、導電体３６６が形成されている。導電体３６６は、プラグ又は配線としての機能を有する。なお導電体３６６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。
【０１３１】  なお、例えば、絶縁体３６０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３６６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３６０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。
【０１３２】  絶縁体３６４、及び導電体３６６上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１３において、絶縁体３７０、絶縁体３７２、及び絶縁体３７４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３７０、絶縁体３７２、及び絶縁体３７４には、導電体３７６が形成されている。導電体３７６は、プラグ又は配線としての機能を有する。なお導電体３７６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。
【０１３３】  なお、例えば、絶縁体３７０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３７６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３７０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。
【０１３４】  絶縁体３７４、及び導電体３７６上に、配線層を設けてもよい。例えば、図１３において、絶縁体３８０、絶縁体３８２、及び絶縁体３８４が順に積層して設けられている。また、絶縁体３８０、絶縁体３８２、及び絶縁体３８４には、導電体３８６が形成されている。導電体３８６は、プラグ又は配線としての機能を有する。なお導電体３８６は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。
【０１３５】  なお、例えば、絶縁体３８０は、絶縁体３２４と同様に、水素に対するバリア性を有する絶縁体を用いることが好ましい。また、導電体３８６は、水素に対するバリア性を有する導電体を含むことが好ましい。特に、水素に対するバリア性を有する絶縁体３８０が有する開口部に、水素に対するバリア性を有する導電体が形成される。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、バリア層により分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。
【０１３６】  上記において、導電体３５６を含む配線層、導電体３６６を含む配線層、導電体３７６を含む配線層、及び導電体３８６を含む配線層、について説明したが、本実施の形態に係る半導体装置はこれに限られるものではない。導電体３５６を含む配線層と同様の配線層を３層以下にしてもよいし、導電体３５６を含む配線層と同様の配線層を５層以上にしてもよい。
【０１３７】  絶縁体３８４上には絶縁体５１０、絶縁体５１２、絶縁体５１４、及び絶縁体５１６が、順に積層して設けられている。絶縁体５１０、絶縁体５１２、絶縁体５１４、及び絶縁体５１６のいずれかは、酸素や水素に対してバリア性のある物質を用いることが好ましい。
【０１３８】  例えば、絶縁体５１０、及び絶縁体５１４には、例えば、基板３１１、又はトランジスタ３００を設ける領域などから、トランジスタ５００を設ける領域に、水素や不純物が拡散しないようなバリア性を有する膜を用いることが好ましい。したがって、絶縁体３２４と同様の材料を用いることができる。
【０１３９】  水素に対するバリア性を有する膜の一例として、ＣＶＤ法で形成した窒化シリコンを用いることができる。ここで、トランジスタ５００等の酸化物半導体を有する半導体素子に、水素が拡散することで、当該半導体素子の特性が低下する場合がある。したがって、トランジスタ５００と、トランジスタ３００との間に、水素の拡散を抑制する膜を用いることが好ましい。水素の拡散を抑制する膜とは、具体的には、水素の脱離量が少ない膜とする。
【０１４０】  また、水素に対するバリア性を有する膜として、例えば、絶縁体５１０、及び絶縁体５１４には、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどの金属酸化物を用いることが好ましい。
【０１４１】  特に、酸化アルミニウムは、酸素、及びトランジスタの電気特性の変動要因となる水素、水分などの不純物、の両方に対して膜を透過させない遮断効果が高い。したがって、酸化アルミニウムは、トランジスタの作製工程中及び作製後において、水素、水分などの不純物のトランジスタ５００への混入を防止することができる。また、トランジスタ５００を構成する酸化物からの酸素の放出を抑制することができる。そのため、トランジスタ５００に対する保護膜として用いることに適している。
【０１４２】  また、例えば、絶縁体５１２、及び絶縁体５１６には、絶縁体３２０と同様の材料を用いることができる。また、これらの絶縁体に、比較的誘電率が低い材料を適用することで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。例えば、絶縁体５１２、及び絶縁体５１６として、酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜などを用いることができる。
【０１４３】  また、絶縁体５１０、絶縁体５１２、絶縁体５１４、及び絶縁体５１６には、導電体５１８、及びトランジスタ５００を構成する導電体（例えば、導電体５０３）等が埋め込まれている。なお、導電体５１８は、容量素子６００、又はトランジスタ３００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。導電体５１８は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。
【０１４４】  特に、絶縁体５１０、及び絶縁体５１４と接する領域の導電体５１８は、酸素、水素、及び水に対するバリア性を有する導電体であることが好ましい。当該構成により、トランジスタ３００とトランジスタ５００とは、酸素、水素、及び水に対するバリア性を有する層で、分離することができ、トランジスタ３００からトランジスタ５００への水素の拡散を抑制することができる。
【０１４５】  絶縁体５１６の上方には、トランジスタ５００が設けられている。
【０１４６】  図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、トランジスタ５００は、絶縁体５１４及び絶縁体５１６に埋め込まれるように配置された導電体５０３と、絶縁体５１６及び導電体５０３の上に配置された絶縁体５２０と、絶縁体５２０の上に配置された絶縁体５２２と、絶縁体５２２の上に配置された絶縁体５２４と、絶縁体５２４の上に配置された酸化物５３０ａと、酸化物５３０ａの上に配置された酸化物５３０ｂと、酸化物５３０ｂ上に互いに離れて配置された導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂと、導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂ上に配置され、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間に重畳して開口が形成された絶縁体５８０と、開口の底面及び側面に配置された酸化物５３０ｃと、酸化物５３０ｃの形成面に配置された絶縁体５５０と、絶縁体５５０の形成面に配置された導電体５６０と、を有する。
【０１４７】  また、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂと、絶縁体５８０との間に絶縁体５４４が配置されることが好ましい。また、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、導電体５６０は、絶縁体５５０の内側に設けられた導電体５６０ａと、導電体５６０ａの内側に埋め込まれるように設けられた導電体５６０ｂと、を有することが好ましい。また、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、絶縁体５８０、導電体５６０、及び絶縁体５５０の上に絶縁体５７４が配置されることが好ましい。
【０１４８】  なお、以下において、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃをまとめて酸化物５３０という場合がある。
【０１４９】  なお、トランジスタ５００では、チャネルが形成される領域と、その近傍において、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃの３層を積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、酸化物５３０ｂの単層、酸化物５３０ｂと酸化物５３０ａの２層構造、酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃの２層構造、又は４層以上の積層構造を設ける構成にしてもよい。また、トランジスタ５００では、導電体５６０を２層の積層構造として示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体５６０が、単層構造であってもよいし、３層以上の積層構造であってもよい。また、図１３、図１５Ａに示すトランジスタ５００は一例であり、その構造に限定されず、回路構成や駆動方法に応じて適切なトランジスタを用いればよい。
【０１５０】  ここで、導電体５６０は、トランジスタのゲート電極として機能し、導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂは、それぞれソース電極又はドレイン電極として機能する。上記のように、導電体５６０は、絶縁体５８０の開口、及び導電体５４２ａと導電体５４２ｂに挟まれた領域に埋め込まれるように形成される。導電体５６０、導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂの配置は、絶縁体５８０の開口に対して、自己整合的に選択される。つまり、トランジスタ５００において、ゲート電極を、ソース電極とドレイン電極の間に、自己整合的に配置させることができる。よって、導電体５６０を位置合わせのマージンを設けることなく形成することができるので、トランジスタ５００の占有面積の縮小を図ることができる。これにより、半導体装置の微細化、高集積化を図ることができる。
【０１５１】  さらに、導電体５６０が、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間の領域に自己整合的に形成されるので、導電体５６０は、導電体５４２ａ又は導電体５４２ｂと重畳する領域を有さない。これにより、導電体５６０と導電体５４２ａ及び導電体５４２ｂとの間に形成される寄生容量を低減することができる。よって、トランジスタ５００のスイッチング速度を向上させ、高い周波数特性を有せしめることができる。
【０１５２】  導電体５６０は、第１のゲート（トップゲートともいう）電極として機能する場合がある。また、導電体５０３は、第２のゲート（ボトムゲートともいう）電極として機能する場合がある。その場合、導電体５０３に印加する電位を、導電体５６０に印加する電位と、連動させず、独立して変化させることで、トランジスタ５００のしきい値電圧を制御することができる。特に、導電体５０３に負の電位を印加することにより、トランジスタ５００のしきい値電圧を０Ｖより大きくし、オフ電流を低減することが可能となる。したがって、導電体５０３に負の電位を印加したほうが、印加しない場合よりも、導電体５６０に印加する電位が０Ｖのときのドレイン電流を小さくすることができる。
【０１５３】  導電体５０３は、酸化物５３０、及び導電体５６０と、重なるように配置する。これにより、導電体５６０、及び導電体５０３に電位を印加した場合、導電体５６０から生じる電界と、導電体５０３から生じる電界と、がつながり、酸化物５３０に形成されるチャネル形成領域を覆うことができる。本明細書等において、第１のゲート電極、及び第２のゲート電極の電界によって、チャネル形成領域を電気的に取り囲むトランジスタの構造を、ｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄ  ｃｈａｎｎｅｌ（Ｓ−ｃｈａｎｎｅｌ）構造とよぶ。
【０１５４】  また、導電体５０３は、導電体５１８と同様の構成であり、絶縁体５１４及び絶縁体５１６の開口の内壁に接して導電体５０３ａが形成され、さらに内側に導電体５０３ｂが形成されている。なお、トランジスタ５００では、導電体５０３ａ及び導電体５０３ｂを積層する構成について示しているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、導電体５０３は、単層、又は３層以上の積層構造として設ける構成にしてもよい。
【０１５５】  ここで、導電体５０３ａは、水素原子、水素分子、水分子、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する（上記不純物が透過しにくい。）導電性材料を用いることが好ましい。又は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい。）導電性材料を用いることが好ましい。なお、本明細書において、不純物、又は酸素の拡散を抑制する機能とは、上記不純物、又は上記酸素のいずれか一又は、すべての拡散を抑制する機能とする。
【０１５６】  例えば、導電体５０３ａが酸素の拡散を抑制する機能を持つことにより、導電体５０３ｂが酸化して導電率が低下することを抑制することができる。
【０１５７】  また、導電体５０３が配線の機能を兼ねる場合、導電体５０３ｂは、タングステン、銅、又はアルミニウムを主成分とする、導電性が高い導電性材料を用いることが好ましい。なお、導電体５０３ｂを単層で図示したが、積層構造としてもよく、例えば、チタンまたは窒化チタンと上記導電性材料との積層としてもよい。
【０１５８】  絶縁体５２０、絶縁体５２２、及び絶縁体５２４は、第２のゲート絶縁膜としての機能を有する。
【０１５９】  ここで、酸化物５３０と接する絶縁体５２４は、化学量論的組成を満たす酸素よりも多くの酸素を含む絶縁体を用いることが好ましい。つまり、絶縁体５２４には、過剰酸素領域が形成されていることが好ましい。このような過剰酸素を含む絶縁体を酸化物５３０に接して設けることにより、酸化物５３０中の酸素欠損を低減し、トランジスタ５００の信頼性を向上させることができる。
【０１６０】  過剰酸素領域を有する絶縁体として、具体的には、加熱により一部の酸素が脱離する酸化物材料を用いることが好ましい。加熱により酸素を脱離する酸化物とは、ＴＤＳ（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）分析にて、酸素原子に換算しての酸素の脱離量が１．０×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、好ましくは１．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、さらに好ましくは２．０×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、又は３．０×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上である酸化物膜である。なお、上記ＴＤＳ分析時における膜の表面温度としては１００℃以上７００℃以下、又は１００℃以上４００℃以下の範囲が好ましい。
【０１６１】  また、絶縁体５２４が、過剰酸素領域を有する場合、絶縁体５２２は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子など）の拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい）ことが好ましい。
【０１６２】  絶縁体５２２が、酸素や不純物の拡散を抑制する機能を有することで、酸化物５３０が有する酸素は、絶縁体５２０側へ拡散することがなく、好ましい。また、導電体５０３が、絶縁体５２４や、酸化物５３０が有する酸素と反応することを抑制することができる。
【０１６３】  絶縁体５２２は、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウム及びハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、又は（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３（ＢＳＴ）などのいわゆるｈｉｇｈ−ｋ材料を含む絶縁体を単層又は積層で用いることが好ましい。トランジスタの微細化、及び高集積化が進むと、ゲート絶縁膜の薄膜化により、リーク電流などの問題が生じる場合がある。ゲート絶縁膜として機能する絶縁体にｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることで、物理膜厚を保ちながら、トランジスタ動作時のゲート電位の低減が可能となる。
【０１６４】  特に、不純物、及び酸素などの拡散を抑制する機能を有する（上記酸素が透過しにくい）絶縁性材料であるアルミニウム、ハフニウムの一方又は双方の酸化物を含む絶縁体を用いるとよい。アルミニウム、ハフニウムの一方又は双方の酸化物を含む絶縁体として、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウム及びハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）などを用いることが好ましい。このような材料を用いて絶縁体５２２を形成した場合、絶縁体５２２は、酸化物５３０からの酸素の放出や、トランジスタ５００の周辺部から酸化物５３０への水素等の不純物の混入を抑制する層として機能する。
【０１６５】  又は、これらの絶縁体に、例えば、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化ゲルマニウム、酸化ニオブ、酸化シリコン、酸化チタン、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムを添加してもよい。又はこれらの絶縁体を窒化処理してもよい。上記の絶縁体に酸化シリコン、酸化窒化シリコン又は窒化シリコンを積層して用いてもよい。
【０１６６】  また、絶縁体５２０は、熱的に安定していることが好ましい。例えば、酸化シリコン及び酸化窒化シリコンは、熱的に安定であるため、好適である。また、ｈｉｇｈ−ｋ材料の絶縁体を酸化シリコン、または酸化窒化シリコンと組み合わせることで、熱的に安定かつ比誘電率の高い積層構造の絶縁体５２０を得ることができる。
【０１６７】  なお、図１５Ａ、図１５Ｂのトランジスタ５００では、３層の積層構造からなる第２のゲート絶縁膜として、絶縁体５２０、絶縁体５２２、及び絶縁体５２４が図示されているが、第２のゲート絶縁膜は、単層、２層、又は４層以上の積層構造を有していてもよい。その場合、同じ材料からなる積層構造に限定されず、異なる材料からなる積層構造でもよい。
【０１６８】  トランジスタ５００は、チャネル形成領域を含む酸化物５３０に、酸化物半導体として機能する金属酸化物を用いることが好ましい。例えば、酸化物５３０として、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、ホウ素、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は複数種）等の金属酸化物を用いるとよい。特に、酸化物５３０として適用できるＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物は、ＣＡＡＣ−ＯＳ、ＣＡＣ−ＯＳであることが好ましい。また、酸化物５３０として、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物を用いてもよい。なお、トランジスタ５００のオン電流を高めたい場合においては、酸化物５３０にＩｎ−Ｚｎ酸化物を用いると好適である。酸化物５３０にＩｎ−Ｚｎ酸化物を用いる場合、例えば、酸化物５３０ａにＩｎ−Ｚｎ酸化物を用い、酸化物５３０ｂおよび酸化物５３０ｃにＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用いる積層構造、または、酸化物５３０ａにＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物を用い、酸化物５３０ｂおよび酸化物５３０ｃのいずれか一方にＩｎ−Ｚｎ酸化物を用いる積層構造などが挙げられる。
【０１６９】  酸化物５３０においてチャネル形成領域にとして機能する金属酸化物は、バンドギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上のものを用いることが好ましい。このように、バンドギャップの大きい金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１７０】  酸化物５３０は、酸化物５３０ｂ下に酸化物５３０ａを有することで、酸化物５３０ａよりも下方に形成された構造物から、酸化物５３０ｂへの不純物の拡散を抑制することができる。また、酸化物５３０ｂ上に酸化物５３０ｃを有することで、酸化物５３０ｃよりも上方に形成された構造物から、酸化物５３０ｂへの不純物の拡散を抑制することができる。
【０１７１】  なお、酸化物５３０は、各金属原子の原子数比が異なる複数の酸化物層の積層構造を有することが好ましい。具体的には、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物において、構成元素中の元素Ｍの原子数比が、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物における、構成元素中の元素Ｍの原子数比より、大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物において、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比が、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物における、Ｉｎに対する元素Ｍの原子数比より大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ｂに用いる金属酸化物において、元素Ｍに対するＩｎの原子数比が、酸化物５３０ａに用いる金属酸化物における、元素Ｍに対するＩｎの原子数比より大きいことが好ましい。また、酸化物５３０ｃは、酸化物５３０ａ又は酸化物５３０ｂに用いることができる金属酸化物を、用いることができる。
【０１７２】  また、酸化物５３０ａ及び酸化物５３０ｃの伝導帯下端のエネルギーが、酸化物５３０ｂの伝導帯下端のエネルギーより高くなることが好ましい。また、言い換えると、酸化物５３０ａ及び酸化物５３０ｃの電子親和力が、酸化物５３０ｂの電子親和力より小さいことが好ましい。
【０１７３】  ここで、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃの接合部において、伝導帯下端のエネルギー準位はなだらかに変化する。換言すると、酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｂ、及び酸化物５３０ｃの接合部における伝導帯下端のエネルギー準位は、連続的に変化又は連続接合するともいうことができる。このようにするためには、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂとの界面、及び酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃとの界面において形成される混合層の欠陥準位密度を低くするとよい。
【０１７４】  具体的には、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂ、酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃが、酸素以外に共通の元素を有する（主成分とする）ことで、欠陥準位密度が低い混合層を形成することができる。例えば、酸化物５３０ｂがＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物の場合、酸化物５３０ａ及び酸化物５３０ｃとして、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、Ｇａ−Ｚｎ酸化物、酸化ガリウムなどを用いるとよい。
【０１７５】  このとき、キャリアの主たる経路は酸化物５３０ｂとなる。酸化物５３０ａ、酸化物５３０ｃを上述の構成とすることで、酸化物５３０ａと酸化物５３０ｂとの界面、及び酸化物５３０ｂと酸化物５３０ｃとの界面における欠陥準位密度を低くすることができる。そのため、界面散乱によるキャリア伝導への影響が小さくなり、トランジスタ５００は高いオン電流を得られる。
【０１７６】  酸化物５３０ｂ上には、ソース電極、及びドレイン電極として機能する導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂが設けられる。導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂとしては、アルミニウム、クロム、銅、銀、金、白金、タンタル、ニッケル、チタン、モリブデン、タングステン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、インジウム、ルテニウム、イリジウム、ストロンチウム、ランタンから選ばれた金属元素、又は上述した金属元素を成分とする合金か、上述した金属元素を組み合わせた合金等を用いることが好ましい。例えば、窒化タンタル、窒化チタン、タングステン、チタンとアルミニウムを含む窒化物、タンタルとアルミニウムを含む窒化物、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、ストロンチウムとルテニウムを含む酸化物、ランタンとニッケルを含む酸化物などを用いることが好ましい。また、窒化タンタル、窒化チタン、チタンとアルミニウムを含む窒化物、タンタルとアルミニウムを含む窒化物、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、ストロンチウムとルテニウムを含む酸化物、ランタンとニッケルを含む酸化物は、酸化しにくい導電性材料、又は、酸素を吸収しても導電性を維持する材料であるため、好ましい。更に、窒化タンタルなどの金属窒化物膜は、水素又は酸素に対するバリア性があるため好ましい。
【０１７７】  また、図１５では、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂを単層構造として示したが、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、窒化タンタル膜とタングステン膜を積層するとよい。また、チタン膜とアルミニウム膜を積層してもよい。また、タングステン膜上にアルミニウム膜を積層する二層構造、銅−マグネシウム−アルミニウム合金膜上に銅膜を積層する二層構造、チタン膜上に銅膜を積層する二層構造、タングステン膜上に銅膜を積層する二層構造としてもよい。
【０１７８】  また、チタン膜又は窒化チタン膜と、そのチタン膜又は窒化チタン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にチタン膜又は窒化チタン膜を形成する三層構造、モリブデン膜又は窒化モリブデン膜と、そのモリブデン膜又は窒化モリブデン膜上に重ねてアルミニウム膜又は銅膜を積層し、さらにその上にモリブデン膜又は窒化モリブデン膜を形成する三層構造等がある。なお、酸化インジウム、酸化錫又は酸化亜鉛を含む透明導電材料を用いてもよい。
【０１７９】  また、図１５Ａに示すように、酸化物５３０の、導電体５４２ａ（導電体５４２ｂ）との界面とその近傍には、低抵抗領域として、領域５４３ａ、及び領域５４３ｂが形成される場合がある。このとき、領域５４３ａはソース領域又はドレイン領域の一方として機能し、領域５４３ｂはソース領域又はドレイン領域の他方として機能する。また、領域５４３ａと領域５４３ｂに挟まれる領域にチャネル形成領域が形成される。
【０１８０】  酸化物５３０と接するように上記導電体５４２ａ（導電体５４２ｂ）を設けることで、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）の酸素濃度が低減する場合がある。また、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）に導電体５４２ａ（導電体５４２ｂ）に含まれる金属と、酸化物５３０の成分とを含む金属化合物層が形成される場合がある。このような場合、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）のキャリア密度が増加し、領域５４３ａ（領域５４３ｂ）は、低抵抗領域となる。
【０１８１】  絶縁体５４４は、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂを覆うように設けられ、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂの酸化を抑制する。このとき、絶縁体５４４は、酸化物５３０の側面を覆い、絶縁体５２４と接するように設けられてもよい。
【０１８２】  絶縁体５４４として、ハフニウム、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、ジルコニウム、タングステン、チタン、タンタル、ニッケル、ゲルマニウム、ネオジム、ランタン又は、マグネシウムなどから選ばれた一種、又は二種以上が含まれた金属酸化物を用いることができる。また、絶縁体５４４として、窒化酸化シリコン又は窒化シリコンなども用いることができる。
【０１８３】  特に、絶縁体５４４として、アルミニウム、又はハフニウムの一方又は双方の酸化物を含む絶縁体である、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、アルミニウム、及びハフニウムを含む酸化物（ハフニウムアルミネート）などを用いることが好ましい。特に、ハフニウムアルミネートは、酸化ハフニウム膜よりも、耐熱性が高い。そのため、後の工程での熱処理において、結晶化しにくいため好ましい。なお、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂが耐酸化性を有する材料、又は、酸素を吸収しても著しく導電性が低下しない場合、絶縁体５４４は、必須の構成ではない。求めるトランジスタ特性により、適宜設計すればよい。
【０１８４】  絶縁体５４４を有することで、絶縁体５８０に含まれる水、及び水素などの不純物が酸化物５３０ｃ、絶縁体５５０を介して、酸化物５３０ｂに拡散することを抑制することができる。また、絶縁体５８０が有する過剰酸素により、導電体５６０が酸化するのを抑制することができる。
【０１８５】  絶縁体５５０は、第１のゲート絶縁膜として機能する。絶縁体５５０は、酸化物５３０ｃの内側（上面、及び側面）に接して配置することが好ましい。絶縁体５５０は、上述した絶縁体５２４と同様に、過剰に酸素を含み、かつ加熱により酸素が放出される絶縁体を用いて形成することが好ましい。
【０１８６】  具体的には、過剰酸素を有する酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素、及び窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンを用いることができる。特に、酸化シリコン、及び酸化窒化シリコンは熱に対し安定であるため好ましい。
【０１８７】  加熱により酸素が放出される絶縁体を、絶縁体５５０として、酸化物５３０ｃの上面に接して設けることにより、絶縁体５５０から、酸化物５３０ｃを通じて、酸化物５３０ｂのチャネル形成領域に効果的に酸素を供給することができる。また、絶縁体５２４と同様に、絶縁体５５０中の水又は水素などの不純物濃度が低減されていることが好ましい。絶縁体５５０の膜厚は、１ｎｍ以上２０ｎｍ以下とするのが好ましい。
【０１８８】  また、絶縁体５５０が有する過剰酸素を、効率的に酸化物５３０へ供給するために、絶縁体５５０と導電体５６０との間に金属酸化物を設けてもよい。当該金属酸化物は、絶縁体５５０から導電体５６０への酸素拡散を抑制することが好ましい。酸素の拡散を抑制する金属酸化物を設けることで、絶縁体５５０から導電体５６０への過剰酸素の拡散が抑制される。つまり、酸化物５３０へ供給する過剰酸素量の減少を抑制することができる。また、過剰酸素による導電体５６０の酸化を抑制することができる。当該金属酸化物としては、絶縁体５４４に用いることができる材料を用いればよい。
【０１８９】  なお、絶縁体５５０は、第２のゲート絶縁膜と同様に、積層構造としてもよい。トランジスタの微細化、及び高集積化が進むと、ゲート絶縁膜の薄膜化により、リーク電流などの問題が生じる場合があるため、ゲート絶縁膜として機能する絶縁体を、ｈｉｇｈ−ｋ材料と、熱的に安定している材料との積層構造とすることで、物理膜厚を保ちながら、トランジスタ動作時のゲート電位の低減が可能となる。また、熱的に安定かつ比誘電率の高い積層構造とすることができる。
【０１９０】  第１のゲート電極として機能する導電体５６０は、図１５Ａ、図１５Ｂでは２層構造として示しているが、単層構造でもよいし、３層以上の積層構造であってもよい。
【０１９１】  導電体５６０ａは、水素原子、水素分子、水分子、窒素原子、窒素分子、酸化窒素分子（Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２など）、銅原子などの不純物の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。又は、酸素（例えば、酸素原子、酸素分子などの少なくとも一）の拡散を抑制する機能を有する導電性材料を用いることが好ましい。導電体５６０ａが酸素の拡散を抑制する機能を持つことにより、絶縁体５５０に含まれる酸素により、導電体５６０ｂが酸化して導電率が低下することを抑制することができる。酸素の拡散を抑制する機能を有する導電性材料としては、例えば、タンタル、窒化タンタル、ルテニウム、又は酸化ルテニウムなどを用いることが好ましい。また、導電体５６０ａとして、酸化物５３０に適用できる酸化物半導体を用いることができる。その場合、導電体５６０ｂをスパッタリング法で成膜することで、酸化物半導体の電気抵抗値を導電体として用いるのに十分な値まで低下させることができるため、導電性に優れた導電体５６０ａとすることができる。これをＯＣ（Ｏｘｉｄｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）電極と呼ぶことができる。
【０１９２】  また、導電体５６０ｂは、タングステン、銅、又はアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることが好ましい。また、導電体５６０ｂは、配線としても機能するため、導電性が高い導電体を用いることが好ましい。例えば、タングステン、銅、又はアルミニウムを主成分とする導電性材料を用いることができる。また、導電体５６０ｂは積層構造としてもよく、例えば、チタンまたは窒化チタンと上記導電性材料との積層構造としてもよい。
【０１９３】  絶縁体５８０は、絶縁体５４４を介して、導電体５４２ａ、及び導電体５４２ｂ上に設けられる。絶縁体５８０は、過剰酸素領域を有することが好ましい。例えば、絶縁体５８０として、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、フッ素を添加した酸化シリコン、炭素を添加した酸化シリコン、炭素、及び窒素を添加した酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコン、又は樹脂などを有することが好ましい。特に、酸化シリコン、及び酸化窒化シリコンは、熱的に安定であるため好ましい。特に、酸化シリコン、空孔を有する酸化シリコンは、後の工程で、容易に過剰酸素領域を形成することができるため好ましい。
【０１９４】  加熱により酸素が放出される絶縁体５８０を、酸化物５３０ｃと接して設けることで、絶縁体５８０中の酸素を、酸化物５３０ｃを通じて、酸化物５３０へと効率良く供給することができる。なお、絶縁体５８０中の水又は水素などの不純物濃度が低減されていることが好ましい。
【０１９５】  絶縁体５８０の開口は、導電体５４２ａと導電体５４２ｂの間の領域に重畳して形成される。これにより、導電体５６０は、絶縁体５８０の開口、及び導電体５４２ａと導電体５４２ｂに挟まれた領域に、埋め込まれるように形成される。
【０１９６】  半導体装置を微細化するに当たり、ゲート長を短くすることが求められるが、導電体５６０の導電性が下がらないようにする必要がある。そのために導電体５６０の膜厚を大きくすると、導電体５６０はアスペクト比が高い形状となりうる。本実施の形態では、導電体５６０を絶縁体５８０の開口に埋め込むように設けるため、導電体５６０をアスペクト比の高い形状にしても、工程中に導電体５６０を倒壊させることなく、形成することができる。
【０１９７】  絶縁体５７４は、絶縁体５８０の上面、導電体５６０の上面、及び絶縁体５５０の上面に接して設けられることが好ましい。絶縁体５７４をスパッタリング法で成膜することで、絶縁体５５０、及び絶縁体５８０へ過剰酸素領域を設けることができる。これにより、当該過剰酸素領域から、酸化物５３０中に酸素を供給することができる。
【０１９８】  例えば、絶縁体５７４として、ハフニウム、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、ジルコニウム、タングステン、チタン、タンタル、ニッケル、ゲルマニウム、又はマグネシウムなどから選ばれた一種、又は二種以上が含まれた金属酸化物を用いることができる。
【０１９９】  特に、酸化アルミニウムはバリア性が高く、０．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の薄膜であっても、水素、及び窒素の拡散を抑制することができる。したがって、スパッタリング法で成膜した酸化アルミニウムは、酸素供給源であるとともに、水素などの不純物のバリア膜としての機能も有することができる。
【０２００】  また、絶縁体５７４の上に、層間膜として機能する絶縁体５８１を設けることが好ましい。絶縁体５８１は、絶縁体５２４などと同様に、膜中の水又は水素などの不純物濃度が低減されていることが好ましい。
【０２０１】  また、絶縁体５８１、絶縁体５７４、絶縁体５８０、及び絶縁体５４４に形成された開口に、導電体５４０ａ、及び導電体５４０ｂを配置する。導電体５４０ａ及び導電体５４０ｂは、導電体５６０を挟んで対向して設ける。導電体５４０ａ及び導電体５４０ｂは、後述する導電体５４６、及び導電体５４８と同様の構成である。
【０２０２】  絶縁体５８１上には、絶縁体５８２が設けられている。絶縁体５８２は、酸素や水素に対してバリア性のある物質を用いることが好ましい。したがって、絶縁体５８２には、絶縁体５１４と同様の材料を用いることができる。例えば、絶縁体５８２には、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタルなどの金属酸化物を用いることが好ましい。
【０２０３】  特に、酸化アルミニウムは、酸素、及びトランジスタの電気特性の変動要因となる水素、水分などの不純物、の両方に対して膜を透過させない遮断効果が高い。したがって、酸化アルミニウムは、トランジスタの作製工程中及び作製後において、水素、水分などの不純物のトランジスタ５００への混入を防止することができる。また、トランジスタ５００を構成する酸化物からの酸素の放出を抑制することができる。そのため、トランジスタ５００に対する保護膜として用いることに適している。
【０２０４】  また、絶縁体５８２上には、絶縁体５８６が設けられている。絶縁体５８６は、絶縁体３２０と同様の材料を用いることができる。また、絶縁体５８６に、比較的誘電率が低い材料を適用することで、配線間に生じる寄生容量を低減することができる。例えば、絶縁体５８６として、酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜などを用いることができる。
【０２０５】  また、絶縁体５２０、絶縁体５２２、絶縁体５２４、絶縁体５４４、絶縁体５８０、絶縁体５７４、絶縁体５８１、絶縁体５８２、及び絶縁体５８６には、導電体５４６、及び導電体５４８等が埋め込まれている。
【０２０６】  導電体５４６、及び導電体５４８は、容量素子６００、トランジスタ５００、又はトランジスタ３００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。導電体５４６、及び導電体５４８は、導電体３２８、及び導電体３３０と同様の材料を用いて設けることができる。
【０２０７】  続いて、トランジスタ５００の上方には、容量素子６００が設けられている。容量素子６００は、導電体６１０と、導電体６２０と、絶縁体６３０と、を有する。
【０２０８】  また、導電体５４６、及び導電体５４８上に、導電体６１２を設けてもよい。導電体６１２は、トランジスタ５００と接続するプラグ、又は配線としての機能を有する。導電体６１０は、容量素子６００の電極としての機能を有する。なお、導電体６１２、及び導電体６１０は、同時に形成することができる。
【０２０９】  導電体６１２、及び導電体６１０には、モリブデン、チタン、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、クロム、ネオジム、スカンジウムから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜（窒化タンタル膜、窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、窒化タングステン膜）等を用いることができる。又は、インジウム錫酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物などの導電性材料を適用することもできる。
【０２１０】  図１３では、導電体６１２、及び導電体６１０は単層構造を示したが、当該構成に限定されず、２層以上の積層構造でもよい。例えば、バリア性を有する導電体と導電性が高い導電体との間に、バリア性を有する導電体、及び導電性が高い導電体に対して密着性が高い導電体を形成してもよい。
【０２１１】  絶縁体６３０を介して、導電体６１０と重畳するように、導電体６２０を設ける。なお、導電体６２０は、金属材料、合金材料、又は金属酸化物材料などの導電性材料を用いることができる。耐熱性と導電性を両立するタングステンやモリブデンなどの高融点材料を用いることが好ましく、特にタングステンを用いることが好ましい。また、導電体などの他の構造と同時に形成する場合は、低抵抗金属材料であるＣｕ（銅）やＡｌ（アルミニウム）等を用いればよい。
【０２１２】  導電体６２０、及び絶縁体６３０上には、絶縁体６４０が設けられている。絶縁体６４０は、絶縁体３２０と同様の材料を用いて設けることができる。また、絶縁体６４０は、その下方の凹凸形状を被覆する平坦化膜として機能してもよい。
【０２１３】  本構造を用いることで、酸化物半導体を有するトランジスタを用いた半導体装置において、電気特性の変動を抑制するとともに、信頼性を向上させることができる。又は、酸化物半導体を有するトランジスタを用いた電池保護回路において、微細化又は高集積化を図ることができる。
【０２１４】  本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０２１５】（実施の形態３）
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明し電池保護回路を電子部品とする例について、図１６を用いて説明する。
【０２１６】  図１６Ａでは上述の実施の形態で説明した電池保護回路を電子部品とする例について説明する。なお電子部品は、半導体パッケージ、又はＩＣ用パッケージともいう。この電子部品は、端子取り出し方向や、端子の形状に応じて、複数の規格や名称が存在する。そこで、本実施の形態では、その一例について説明することにする。
【０２１７】  ＯＳトランジスタやＳｉトランジスタで構成される回路部は、組み立て工程（後工程）を経て、プリント基板に脱着可能な部品が複数合わさることで完成する。
【０２１８】  後工程については、図１６Ａに示す各工程を経ることで完成させることができる。具体的には、前工程で得られる素子基板が完成（ステップＳ１）した後、基板の裏面を研削する（ステップＳ２）。この段階で基板を薄膜化することで、前工程での基板の反り等を低減し、部品としての小型化を図るためである。
【０２１９】  基板の裏面を研削して、基板を複数のチップに分離するダイシング工程を行う。そして、分離したチップを個々にピックアップしてリードフレーム上に搭載し接合する、ダイボンディング工程を行う（ステップＳ３）。このダイボンディング工程におけるチップとリードフレームとの接着は、樹脂による接着や、テープによる接着等、適宜製品に応じて適した方法を選択する。なお、ダイボンディング工程は、インターポーザ上に搭載し接合してもよい。
【０２２０】  次いでリードフレームのリードとチップ上の電極とを、金属の細線（ワイヤー）で電気的に接続する、ワイヤーボンディングを行う（ステップＳ４）。金属の細線には、銀線や金線を用いることができる。また、ワイヤーボンディングは、ボールボンディングや、ウェッジボンディングを用いることができる。
【０２２１】  ワイヤーボンディングされたチップは、エポキシ樹脂等で封止される、モールド工程による封止が施される（ステップＳ５）。モールド工程を行うことで電子部品の内部が樹脂で充填され、機械的な外力による内蔵される回路部やワイヤーに対するダメージを低減することができ、また水分や埃による特性の劣化を低減することができる。
【０２２２】  次いでリードフレームのリードをメッキ処理する。そしてリードを切断及び成形加工する（ステップＳ６）。このめっき処理によりリードの錆を防止し、後にプリント基板に実装する際のはんだ付けをより確実に行うことができる。
【０２２３】  次いでパッケージの表面に印字処理（マーキング）を施す（ステップＳ７）。そして最終的な検査工程（ステップＳ８）を経てＰＬＤを含む回路部を有する電子部品が完成する（ステップＳ９）。
【０２２４】  また、完成した電子部品の斜視模式図を図１６Ｂに示す。図１６Ｂでは、電子部品の一例として、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）の斜視模式図を示している。図１６Ｂに示す電子部品７００は、リード７０１及び回路部７０３を示している。図１６Ｂに示す電子部品７００は、例えばプリント基板７０２に実装される。このような電子部品７００が複数組み合わされて、それぞれがプリント基板７０２上で電気的に接続されることで電気機器の内部に搭載することができる。完成した回路基板７０４は、電気機器等の内部に設けられる。
【０２２５】（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態で説明した電池保護回路を備えた電子部品を適用可能な蓄電装置および蓄電システムの構成について説明する。
【０２２６】［円筒型二次電池］
円筒型の二次電池の例について図１７Ａを参照して説明する。円筒型の二次電池４００は、図１７Ａに示すように、上面に正極キャップ（電池蓋）４０１を有し、側面及び底面に電池缶（外装缶）４０２を有している。これら正極キャップ４０１と電池缶（外装缶）４０２とは、ガスケット（絶縁パッキン）４１０によって絶縁されている。
【０２２７】  図１７Ｂは蓄電システム４１５の一例を示す。蓄電システム４１５は複数の二次電池４００を有する。それぞれの二次電池の正極は、絶縁体４２５で分離された導電体４２４に接触し、電気的に接続されている。導電体４２４は配線４２３を介して、制御回路４２０に電気的に接続されている。また、それぞれの二次電池の負極は、配線４２６を介して制御回路４２０に電気的に接続されている。制御回路４２０として、先の実施の形態にて述べた電池保護回路を用いることができる。
【０２２８】  図１７Ｃは、蓄電システム４１５の一例を示す。蓄電システム４１５は複数の二次電池４００を有し、複数の二次電池４００は、導電板４１３及び導電板４１４の間に挟まれている。複数の二次電池４００は、配線４１６により導電板４１３及び導電板４１４と電気的に接続される。複数の二次電池４００は、並列接続されていてもよいし、直列接続されていてもよいし、並列に接続された後さらに直列に接続されていてもよい。複数の二次電池４００を有する蓄電システム４１５を構成することで、大きな電力を取り出すことができる。
【０２２９】  複数の二次電池４００の間に温度制御装置を有していてもよい。二次電池４００が過熱されたときは、温度制御装置により冷却し、二次電池４００が冷えすぎているときは温度制御装置により加熱することができる。そのため蓄電システム４１５の性能が外気温に影響されにくくなる。
【０２３０】  また、図１７Ｃにおいて、蓄電システム４１５は制御回路４２０に配線４２１及び配線４２２を介して電気的に接続されている。制御回路４２０として、先の実施の形態にて述べた電池保護回路を用いることができる。配線４２１は導電板４１３を介して複数の二次電池４００の正極に、配線４２２は導電板４１４を介して複数の二次電池４００の負極に、それぞれ電気的に接続される。
【０２３１】［二次電池パック］
次に本発明の一態様の蓄電システムの例について、図１８を用いて説明する。
【０２３２】  図１８Ａは、二次電池パック５３１の外観を示す図である。図１８Ｂは二次電池パック５３１の構成を説明する図である。二次電池パック５３１は、回路基板５０１と、二次電池５１３と、を有する。二次電池５１３には、ラベル５０９が貼られている。回路基板５０１は、シール５１５により固定されている。また、二次電池パック５３１は、アンテナ５１７を有する。
【０２３３】  回路基板５０１は制御回路５９０を有する。制御回路５９０は、先の実施の形態に示す電池保護回路を用いることができる。例えば、図１８Ｂに示すように、回路基板５０１上に、制御回路５９０を有する。また、回路基板５０１は、端子５１１と電気的に接続されている。また回路基板５０１は、アンテナ５１７、二次電池５１３の正極リード及び負極リードの一方５５１、正極リード及び負極リードの他方５５２と電気的に接続される。
【０２３４】  あるいは、図１８Ｃに示すように、回路基板５０１上に設けられる回路システム５９０ａと、端子５１１を介して回路基板５０１に電気的に接続される回路システム５９０ｂと、を有してもよい。例えば、本発明の一態様の制御回路の一部分が回路システム５９０ａに、本発明の一態様の制御回路の他の一部分が回路システム５９０ｂに、それぞれ設けられる。
【０２３５】  なお、アンテナ５１７はコイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。また、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、ＥＨアンテナ、磁界アンテナ、誘電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。又は、アンテナ５１７は、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機能することができる。つまり、コンデンサの有する２つの導体のうちの一つの導体として、アンテナ５１７を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁界だけでなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。
【０２３６】  二次電池パック５３１は、アンテナ５１７と、二次電池５１３との間に層５１９を有する。層５１９は、例えば二次電池５１３による電磁界を遮蔽することができる機能を有する。層５１９としては、例えば磁性体を用いることができる。
【０２３７】  二次電池５１３は、捲回された電池素子を有してもよい。捲回された電池素子は、セパレータを挟んで負極と、正極とが重なり合って積層され、該積層シートを捲回したものである。
【０２３８】  本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０２３９】（実施の形態５）
本実施の形態では、車両に本発明の一態様である蓄電システムを搭載する例を示す。車両として例えば自動車、二輪車、自転車、等が挙げられる。
【０２４０】  蓄電システムを車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。
【０２４１】  図１９において、本発明の一態様である蓄電システムを用いた車両を例示する。図１９Ａに示す自動車８４００は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能なハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現することができる。自動車８４００は蓄電システムを有する。蓄電システムは電気モーター８４０６を駆動するだけでなく、ヘッドライト８４０１やルームライト（図示せず）などの発光装置に電力を供給することができる。
【０２４２】  また、蓄電システムは、自動車８４００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表示装置に電力を供給することができる。また、蓄電システムは、自動車８４００が有するナビゲーションシステムなどに電力を供給することができる。
【０２４３】  図１９Ｂに示す自動車８５００は、自動車８５００が有する蓄電システム８０２４にプラグイン方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができる。図１９Ｂに、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８５００に搭載された蓄電システム８０２４に、ケーブル８０２２を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、充電方法やコネクターの規格等はＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）やコンボ等の所定の方式で適宜行えばよい。充電装置８０２１は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給により自動車８５００に搭載された蓄電システム８０２４を充電することができる。充電は、ＡＣＤＣコンバータ等の変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。
【０２４４】  また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給電の方式を利用して、車両同士で電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に太陽電池を設け、停車時や走行時に蓄電システムの充電を行ってもよい。このような非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。
【０２４５】  また、図１９Ｃは、本発明の一態様の蓄電システムを用いた二輪車の一例である。図１９Ｃに示すスクータ８６００は、蓄電システム８６０２、サイドミラー８６０１、方向指示灯８６０３を備える。蓄電システム８６０２は、方向指示灯８６０３に電気を供給することができる。
【０２４６】  また、図１９Ｃに示すスクータ８６００は、座席下収納８６０４に、蓄電システム８６０２を収納することができる。蓄電システム８６０２は、座席下収納８６０４が小型であっても、座席下収納８６０４に収納することができる。
【０２４７】  また、図２０Ａは、本発明の一態様の蓄電システムを用いた電動自転車の一例である。図２０Ａに示す電動自転車８７００に、本発明の一態様の蓄電システムを適用することができる。本発明の一態様の蓄電システムは例えば、複数の蓄電池と、保護回路と、ニューラルネットワークと、を有する。
【０２４８】  電動自転車８７００は、蓄電システム８７０２を備える。蓄電システム８７０２は、運転者をアシストするモーターに電気を供給することができる。また、蓄電システム８７０２は、持ち運びができ、図２０Ｂに自転車から取り外した状態を示している。また、蓄電システム８７０２は、本発明の一態様の蓄電システムが有する蓄電池８７０１が複数内蔵されており、そのバッテリー残量などを表示部８７０３で表示できるようにしている。また蓄電システム８７０２は、本発明の一態様の制御回路８７０４を有する。制御回路８７０４は、蓄電池８７０１の正極及び負極と電気的に接続されている。制御回路８７０４として、先の実施の形態に示す電池保護回路を用いることができる。
【０２４９】  本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【０２５０】（実施の形態６）
本実施の形態では、先の実施の形態で示した蓄電システムを電子機器に実装する例を説明する。
【０２５１】  次に、図２１Ａ及び図２１Ｂに、２つ折り可能なタブレット型端末（クラムシェル型端末も含む）の一例を示す。図２１Ａ及び図２１Ｂに示すタブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａ、筐体９６３０ｂ、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂを接続する可動部９６４０、表示部９６３１、表示モード切り替えスイッチ９６２６、電源スイッチ９６２７、省電力モード切り替えスイッチ９６２５、留め具９６２９、操作スイッチ９６２８、を有する。表示部９６３１には、可撓性を有するパネルを用いることで、より広い表示部を有するタブレット端末とすることができる。図２１Ａは、タブレット型端末９６００を開いた状態を示し、図２１Ｂは、タブレット型端末９６００を閉じた状態を示している。
【０２５２】  また、タブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａ及び筐体９６３０ｂの内部に蓄電体９６３５を有する。蓄電体９６３５は、可動部９６４０を通り、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂに渡って設けられている。
【０２５３】  表示部９６３１は、一部をタッチパネルの領域とすることができ、表示された操作キーにふれることでデータ入力をすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタンが表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１にキーボードボタン表示することができる。
【０２５４】  また、表示モード切り替えスイッチ９６２６は、縦表示又は横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ９６２５は、タブレット型端末９６００に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。
【０２５５】  図２１Ｂは、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、太陽電池９６３３、及び本発明の一態様の蓄電システムを有する。蓄電システムは、制御回路９６３４と、蓄電体９６３５と、を有する。制御回路９６３４については、先の実施の形態に示す電池保護回路を用いることができる。
【０２５６】  なお、タブレット型端末９６００は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０ａ及び筐体９６３０ｂを重ね合せるように折りたたむことができる。折りたたむことにより、表示部９６３１を保護できるため、タブレット型端末９６００の耐久性を高めることができる。
【０２５７】  また、この他にも図２１Ａ及び図２１Ｂに示したタブレット型端末は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。
【０２５８】  タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、表示部、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐体９６３０の片面又は両面に設けることができ、蓄電体９６３５の充電を効率的に行う構成とすることができる。
【０２５９】  なお図２１Ａ、図２１Ｂでは、２つ折り可能なタブレット型端末に先の実施の形態に示す電池保護回路を用いた制御回路を適用する構成について説明したが、他の構成でもよい。例えば、図２１Ｃに図示するように、クラムシェル型端末であるノート型パーソナルコンピュータへの適用も可能である。図２１Ｃでは、筐体９６３０ａに表示部９６３１、筐体９６３０ｂにキーボード部９６４１を備えたノート型パーソナルコンピュータ９６０１を図示している。ノート型パーソナルコンピュータ９６０１内には、図２１Ａ、図２１Ｂで説明した制御回路９６３４と、蓄電体９６３５と、を有する。制御回路９６３４については、先の実施の形態に示す電池保護回路を用いることができる。
【０２６０】  図２２に、他の電子機器の例を示す。図２２において、表示装置８０００は、本発明の一態様の蓄電システムを実装する電子機器の一例である。具体的に、表示装置８０００は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体８００１、表示部８００２、スピーカ部８００３、二次電池８００４等を有する。本発明の一態様に係る検出システムは、筐体８００１の内部に設けられている。表示装置８０００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、二次電池８００４に蓄積された電力を用いることもできる。
【０２６１】  表示部８００２には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。
【０２６２】  また、音声入力デバイス８００５も二次電池を用いる。音声入力デバイス８００５は、先の実施の形態に示す蓄電システムを有する。音声入力デバイス８００５は、無線通信素子の他、マイクを含むセンサ（光学センサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、照度センサ、モーションセンサなど）を複数有し、使用者の命令する言葉によって他のデバイス、例えば表示装置８０００の電源操作、照明装置８１００の光量調節などを行うことができる。音声入力デバイス８００５は音声で周辺機器の操作が行え、手動リモコンの代わりとなる。
【０２６３】  また、音声入力デバイス８００５は、車輪や機械式移動手段を有しており、使用者の発声が聞こえる方向に移動し、内蔵されているマイクで正確に命令を聞き取るとともに、その内容を表示部８００８に表示する、または表示部８００８のタッチ入力操作が行える構成としている。
【０２６４】  また、音声入力デバイス８００５は、スマートフォンなどの携帯情報端末８００９の充電ドックとしても機能させることができる。携帯情報端末８００９と音声入力デバイス８００５は、有線または無線で電力の授受を可能としている。携帯情報端末８００９は、室内においては、特に持ち運ぶ必要がなく、必要な容量を確保しつつ、二次電池に負荷がかかり劣化することを回避したいため、音声入力デバイス８００５によって二次電池の管理、メンテナンスなどを行えることが望ましい。また、音声入力デバイス８００５はスピーカ８００７及びマイクを有しているため、携帯情報端末８００９が充電中であってもハンズフリーで会話することもできる。また、音声入力デバイス８００５の二次電池の容量が低下すれば、矢印の方向に移動し、外部電源と接続された充電モジュール８０１０から無線充電によって充電を行えばよい。
【０２６５】  また、音声入力デバイス８００５を台に載せてもよい。また、音声入力デバイス８００５を車輪や機械式移動手段を設けて所望の位置に移動させてもよく、或いは台や車輪を設けず、音声入力デバイス８００５を所望の位置、例えば床の上などに固定してもよい。
【０２６６】  なお、表示装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など、全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０２６７】  図２２において、据え付け型の照明装置８１００は、充電を制御するマイクロプロセッサ（ＡＰＳを含む）で制御される二次電池８１０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、照明装置８１００は、筐体８１０１、光源８１０２、二次電池８１０３等を有する。図２２では、二次電池８１０３が、筐体８１０１及び光源８１０２が据え付けられた天井８１０４の内部に設けられている場合を例示しているが、二次電池８１０３は、筐体８１０１の内部に設けられていても良い。照明装置８１００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、二次電池８１０３に蓄積された電力を用いることもできる。
【０２６８】  なお、図２２では天井８１０４に設けられた据え付け型の照明装置８１００を例示しているが、二次電池８１０３は、天井８１０４以外、例えば側壁８１０５、床８１０６、窓８１０７等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。
【０２６９】  また、光源８１０２には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。
【０２７０】  図２２において、室内機８２００及び室外機８２０４を有するエアコンディショナーは、二次電池８２０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、室内機８２００は、筐体８２０１、送風口８２０２、二次電池８２０３等を有する。図２２では、二次電池８２０３が、室内機８２００に設けられている場合を例示しているが、二次電池８２０３は室外機８２０４に設けられていても良い。或いは、室内機８２００と室外機８２０４の両方に、二次電池８２０３が設けられていても良い。エアコンディショナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、二次電池８２０３に蓄積された電力を用いることもできる。
【０２７１】  図２２において、電気冷凍冷蔵庫８３００は、二次電池８３０４を用いた電子機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫８３００は、筐体８３０１、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３、二次電池８３０４等を有する。図２２では、二次電池８３０４が、筐体８３０１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫８３００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、二次電池８３０４に蓄積された電力を用いることもできる。
【０２７２】  また、電子機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、二次電池に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑えることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫８３００の場合、気温が低く、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行われない夜間において、二次電池８３０４に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行われる昼間において、二次電池８３０４を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率を低く抑えることができる。
【０２７３】  上述の電子機器の他、二次電池はあらゆる電子機器に搭載することができる。本発明の一態様により、二次電池のサイクル特性が良好となる。そのため、本発明の一態様である充電を制御するマイクロプロセッサ（ＡＰＳを含む）を本実施の形態で説明した電子機器に搭載することで、より長寿命の電子機器とすることができる。本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２７４】  本発明の一態様の蓄電システムを電子機器に実装する例を図２３Ａ乃至図２３Ｅに示す。本発明の一態様の蓄電システムを適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２７５】  図２３Ａは、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、本発明の一態様の蓄電システムを有する。本発明の一態様の蓄電システムは例えば、蓄電池７４０７と、先の実施の形態に示す電池保護回路と、を有する。
【０２７６】  図２３Ｂは、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４００を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電池７４０７も湾曲される場合がある。このような場合には、蓄電池７４０７として、可撓性を有する蓄電池を用いることが好ましい。可撓性を有する蓄電池の曲げられた状態を図２３Ｃに示す。蓄電池には制御回路７４０８が電気的に接続されている。制御回路７４０８として、先の実施の形態に示す電池保護回路を用いることができる。
【０２７７】  また、フレキシブルな形状を備える蓄電池を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０２７８】  図２３Ｄは、バングル型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び本発明の一態様の蓄電システムを有する。本発明の一態様の蓄電システムは例えば、蓄電池７１０４と、先の実施の形態に示す電池保護回路と、を有する。
【０２７９】  図２３Ｅは、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７２００は、筐体７２０１、表示部７２０２、バンド７２０３、バックル７２０４、操作ボタン７２０５、入出力端子７２０６などを備える。
【０２８０】  携帯情報端末７２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０２８１】  表示部７２０２はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部７２０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部７２０２に表示されたアイコン７２０７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
【０２８２】  操作ボタン７２０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末７２００に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン７２０５の機能を自由に設定することもできる。
【０２８３】  また、携帯情報端末７２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
【０２８４】  また、携帯情報端末７２００は入出力端子７２０６を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７２０６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７２０６を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０２８５】  携帯情報端末７２００は、本発明の一態様の蓄電システムを有する。該蓄電システムは、蓄電池と、先の実施の形態に示す電池保護回路と、を有する。
【０２８６】  携帯情報端末７２００はセンサを有することが好ましい。センサとして例えば、指紋センサ、脈拍センサ、体温センサ等の人体センサや、タッチセンサ、加圧センサ、加速度センサ、等が搭載されることが好ましい。
【０２８７】  本実施の形態は、他の実施の形態の記載と適宜組み合わせることができる。
【実施例】
【０２８８】［実施例１］【０２８９】  本実施例では、実際に作製した電池保護回路が有する切り替えスイッチの構成例に付いて説明する。本実施例では、図１１Ｃで図示したバックゲート電極を備えたトランジスタ２５で構成される切り替えスイッチ１３Ｇについて作成し、評価した結果について説明する。【０２９０】  図２４Ａには、切り替えスイッチ１３Ｇの上面レイアウト図について示す。図２４Ａでは、端子１６Ａおよび端子１６Ｂと、端子１７Ａおよび端子１７Ｂとの間の電気的接続を制御するためのトランジスタ２５が複数設けられるＸ字状の領域２６を図示している。端子１６Ａと端子１６Ｂとは電気的に接続され、端子１６として機能する。端子１７Ａと端子１７Ｂとは電気的に接続され、端子１７として機能する。なお上面レイアウト図で図示する端子１６Ａと端子１６Ｂおよび端子１７Ａと端子１７Ｂは、外部との接続配線を接続する電極として機能することができる。【０２９１】  なお端子１６および端子１７として機能する電極の上面から見た形状は、外部との接続配線から領域２６までの距離が等間隔となる形状であることが好ましい。例えば、円型状、あるいは図２４Ａに図示するように三角形状とすることが好ましい。またトランジスタ２５のドレイン側として機能する端子１６Ａおよび端子１６Ｂ、あるいは端子１７Ａおよび端子１７Ｂが設けられる領域は、電流が流れることによる発熱を緩和するために領域２６に対して広くし、配線抵抗を下げ、かつ放熱性を高めるように設計しておくことが好適である。【０２９２】  領域２６には、複数のトランジスタ２５が配置される。図２４Ｂには、図２４Ａに図示する領域２６に対応する上面レイアウト図について示す。図２４Ｂには、端子１６Ａおよび端子１７Ｂから延びて設けられた櫛歯状の電極の間に実施の形態２で説明した酸化物５３０が設けられる。【０２９３】  なお酸化物５３０で構成される半導体層は、図２５Ａに図示するように端子１６および端子１７で示す電極間において、島状の酸化物５３０Ｉが複数設けられる構成とする。当該構成とすることで、トランジスタ２５の電気特性のバラつきを抑制することができる。【０２９４】  図２５Ｂでは、端子１６および端子１７として機能する電極を点線で図示している。図２５Ｂでは、島状の酸化物５３０Ｉに重畳して設けられたゲート電極として機能する導電体５６０、およびバックゲート電極として機能する導電体５０３を図示している。【０２９５】  また図２６Ａでは、図２５Ｂに示すＸ方向、Ｙ方向におけるトランジスタ２５の斜視図について示す。図２６Ａでは、島状の酸化物５３０Ｉに重畳して設けられた導電体５６０および導電体５０３を図示している。図２６Ｂでは、導電体５０３をバックゲート電極として電極ＢＧＥと図示している。図２６Ｂでは、導電体５６０をトップゲート電極として電極ＴＧＥと図示している。図２６Ｂでは、導電体５０３および５６０を隔てた島状の酸化物５３０Ｉの一方を端子１６として図示し、他方を端子１７として図示している。図２６Ａに図示するトランジスタは、図２６Ｂに示すシンボルとして表すことができる。【０２９６】  図２６Ａ、図２６Ｂに図示するトランジスタ２５の電気特性について説明する。図２��には、トランジスタの電気特性の一つである、ゲート電極に印加する電圧（ゲート電圧：Ｖｇ）およびバックゲート電極に印加する電圧（バックゲート電圧：Ｖｂｇ）に応じたドレイン電流（Ｉｄ）の変化の温度依存性について図示する。なお測定に用いたトランジスタは、チャネル長を０．３５０μｍとし、チャネル幅を０．３５０μｍとした。測定した温度条件は、３０℃、８５℃、１２５℃、１５０℃とした。ドレイン電圧は、０．１Ｖとした。図２７では、ゲート電圧およびバックゲート電圧の変動を同じ電圧として、ドレイン電流を対数表示でグラフ化している。【０２９７】  図２７に図示するように３０℃から１５０℃に温度上昇するにつれてドレイン電流が減少することは無く、つねに上昇するトランジスタ特性が得られた。【０２９８】  図２８には、ゲート電圧およびバックゲート電圧の変動を同じ電圧としてドレイン電流をリニア表示でグラフ化した、ゲート電圧およびバックゲート電圧に応じたドレイン電流の変化の温度依存性について図示する。測定した温度条件は、３０℃、８５℃、１２５℃、１５０℃とした。ドレイン電圧は、０．１Ｖとした。【０２９９】  図２８に図示するように３０℃から１５０℃に温度上昇するにつれてドレイン電流が減少することは無くつねに上昇するトランジスタ特性が得られた。【０３００】  図２９には、ゲート電圧およびバックゲート電圧の変動を同じ電圧としてドレイン電流をリニア表示でグラフ化した、ドレイン電圧に応じたドレイン電流の変化の温度依存性について図示する。測定した温度条件は、３０℃、８５℃、１２５℃、１５０℃とした。ゲート電圧およびバックゲート電圧は、１．０Ｖとした。【０３０１】  図２９に図示するように３０℃から１５０℃に温度上昇するにつれてドレイン電流が減少することは無く、つねに上昇するトランジスタ特性が得られた。【０３０２】  図３０には、バックゲート電圧を０Ｖ、つまりシングルゲート駆動とし、ゲート電圧を３．５Ｖから８．５Ｖまで０．５Ｖずつ変化させた際の、ドレイン電圧に応じたドレイン電流について図示する。室温（２５℃）で測定したが、自己発熱によりパッケージの測定温度は、５５℃になった。【０３０３】  図３０に図示するようにゲート電圧が３．５Ｖから８．５Ｖに上昇するにつれてドレイン電流が上昇するものの、いずれの電圧においても良好な出力特性が得られた。【０３０４】  図３１には、バックゲート電圧およびゲート電圧を共に３．５Ｖから８．５Ｖまで０．５Ｖずつ変化させた際、つまりデュアルゲート駆動した際の、ドレイン電圧に応じたドレイン電流について図示する。室温（２５℃）で測定したが、自己発熱によりパッケージの測定温度は、５６℃になった。【０３０５】  図３１に図示するようにバックゲート電圧およびゲート電圧が共に３．５Ｖから８．５Ｖに上昇するにつれてドレイン電流が上昇するものの、いずれの電圧においても良好な出力特性が得られた。【０３０６】  図３２には、ゲート電圧およびバックゲート電圧の変動を同じ電圧としてデュアルゲート駆動した際のドレイン電流を対数表示でグラフ化した、ゲート電圧およびバックゲート電圧に応じたドレイン電流の変化について図示する。測定した温度条件は、３０℃とした��【０３０７】  図３２に図示するように、オフ電流が極めて低くドレイン電流の変化が急峻なトランジスタ特性が得られた。なお図３２中、「Ｃｏｍｐ：１ｍＡ」は、「測定装置で測れる電流値の上限設定を１ｍＡにして測定したデータ」であることを表している。図３３においても同様である。【０３０８】  図３３には、バックゲート電圧を０Ｖから−１．５Ｖまで−０．５Ｖずつ変化させたデュアルゲート駆動をした際の、ゲート電圧に応じたドレイン電流の変化について図示する。測定した温度条件は、３０℃とした。【０３０９】  図３３に図示するようにバックゲート電圧が０Ｖから−１．５Ｖに下降するにつれてＩｄ−Ｖｇ曲線がプラスシフトし、しきい値電圧などのトランジスタ特性の切り替えが可能であることがわかった。【０３１０】  図３４には、ゲート電圧およびバックゲート電圧の変動を同じ電圧としてドレイン電流を対数表示でグラフ化した、ゲート電圧およびバックゲート電圧に応じたドレイン電流の変化について図示する。測定した温度条件は、２７℃、８５℃、１２５℃、１５０℃とした。【０３１１】  図３４に図示するように、温度上昇につれてオフ電流が上昇するものの、いずれの温度条件においても良好な出力特性が得られた。【０３１２】  以上説明した半導体層に酸化物半導体を有するトランジスタでは、バックゲート電圧を制御することで電気特性を切り替えることができる。具体的には、大電流を流す状態と、オフ電流を極めて低い状態と、を切り替えることができる。そのため、低消費電力化が可能な電池保護回路等とすることができる。
［実施例２］【０３１３】  本実施例では、本発明の一態様に係るＯＳトランジスタのチャネル長Ｌおよびチャネル幅Ｗと、当該ＯＳトランジスタの信頼性との関係について説明する。ＯＳトランジスタの信頼性として、具体的には、当該ＯＳトランジスタの＋ＧＢＴ（Ｇａｔｅ  Ｂｉａｓ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ストレス試験におけるΔＶｓｈの挙動、および、当該ＯＳトランジスタのドレイン電流のノイズを評価した。【０３１４】＜ＯＳトランジスタの＋ＧＢＴストレス試験におけるΔＶｓｈの挙動について＞
以下では、ＯＳトランジスタの＋ＧＢＴストレス試験におけるΔＶｓｈの挙動について、説明を行う。【０３１５】  なお、以下の説明においては、シフト電圧（Ｖｓｈ）は、トランジスタのドレイン電流（Ｉｄ）−ゲート電圧（Ｖｇ）カーブにおいて、カーブ上の傾きが最大である点における接線が、Ｉｄ＝１ｐＡの直線と交差するＶｇで定義される。また、シフト電圧の変化量をΔＶｓｈとして表す。【０３１６】  ＯＳトランジスタの＋ＧＢＴストレス試験において、ΔＶｓｈは、時間経過に伴い負方向へシフトする場合がある。また、ΔＶｓｈは、マイナス方向に変動するのではなく、負方向と正方向との双方に変動する挙動を示す場合がある。なお、本明細書等において、上記挙動を＋ＧＢＴストレス試験における、ギザギザ挙動と呼称する場合がある。【０３１７】  はじめに、＋ＧＢＴストレス試験における、ギザギザ挙動の変動量（ギザギザ量と呼称する場合がある。）の算出方法について説明する。ここでは、＋ＧＢＴストレス試験において、時刻Ｔｉ（ｉは１以上Ｎ以下の整数）にＩｄ−Ｖｇカーブを測定する場合を考える。【０３１８】  時刻Ｔ１から時刻ＴＮの間に、Ｉｄ−Ｖｇカーブを測定した回数を、Ｎ（Ｎは２以上の整数）とする。このとき、時刻Ｔｉに測定されたＩｄ−Ｖｇカーブから算出されたΔＶｓｈの値をｖｉとする。また、時刻Ｔｉにおける移動平均フィルタで平滑化したΔＶｓｈの値をｕｉとする。なお、移動平均には、単純移動平均、加重移動平均、および指数移動平均があるが、これらのいずれを用いてもよい。本実施例では、単純移動平均を用いた。【０３１９】  なお、時刻Ｔ１よりも前にＩｄ−Ｖｇカーブが測定されない場合、時刻Ｔ１およびその近傍において、ｕｉを算出することができない。よって、ｖｉの点数と、ｕｉの点数とを一致させることができない。時刻Ｔ１およびその近傍とは、具体的には、平均をとる際の項数Ｍが２ｋ＋１または２ｋとなるようなｋ（ｋは１以上（Ｎ−１）／２以下の整数）を用いて表すと、ｉが１以上ｋ以下の時刻Ｔｉである。そこで、時刻Ｔ１およびその近傍においては、平均をとる際の項数Ｍを減らしてｕｉを算出する。具体的には、時刻Ｔ１およびその近傍において、項数を２ｉ−１に減らしてｕｉを算出する。これにより、ｖｉの点数と、ｕｉの点数とを一致させることができる。【０３２０】  また、時刻ＴＮよりも後にＩｄ−Ｖｇカーブが測定されない場合、時刻ＴＮおよびその近傍において、ｕｉを算出することができない。よって、ｖｉの点数と、ｕｉの点数とを一致させることができない。時刻ＴＮおよびその近傍とは、具体的には、平均をとる際の項数Ｍが２ｋ＋１または２ｋとなるようなｋを用いて表すと、ｉがＮ−ｋ＋１以上Ｎ以下の時刻Ｔｉである。そこで、時刻ＴＮおよびその近傍においては、平均をとる際の項数Ｍを減らしてｕｉを算出する。具体的には、時刻ＴＮおよびその近傍において、項数を２（Ｎ−ｉ）＋１に減らしてｕｉを算出する。これにより、ｖｉの点数と、ｕｉの点数とを一致させることができる。【０３２１】  時刻Ｔ１から時刻ＴＮの間に測定されたＩｄ−Ｖｇカーブから算出されたΔＶｓｈの標準偏差σは、以下の式で算出される。なお、本明細書では、以下の式で算出される標準偏差σを���ギザギザ量と定義する。【０３２２】
【数１】
2020099984.tif 000003
【０３２３】  以上が、ギザギザ量の算出方法である。【０３２４】  次に、ギザギザ量の測定に用いた試料について説明する。【０３２５】  上記試料として、図１５に示すトランジスタ５００に相当するトランジスタを有し、かつ、当該トランジスタのチャネル長Ｌおよびチャネル幅Ｗが異なる１１種類の試料を作製した。なお、当該１１種類の試料のそれぞれは、５個のトランジスタを有する。【０３２６】  なお、上記１１種類の試料に関する以下の説明において、図１５に示すトランジスタ５００に付記した符号を用いて説明する。【０３２７】  絶縁体５１２として、酸化シリコンを用いた。また、絶縁体５１４として、窒化シリコンと、酸化アルミニウムとの積層構造を用いた。また、絶縁体５１６として、酸化窒化シリコンを用いた。また、導電体５０３として、窒化タンタルと、窒化チタンと、タングステンと、窒化チタンと、タングステンとの積層構造を用いた。【０３２８】  絶縁体５２２として、ＡＬＤ法によって形成された酸化ハフニウムを用いた。また、絶縁体５２４として、ＣＶＤ法によって形成された酸化窒化シリコンを用いた。なお、本実施例では、絶縁体５２０を設けていない。【０３２９】  酸化物５３０ａとして、スパッタリング法によって、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４［原子数比］の酸化物ターゲットを用いて、５ｎｍの膜厚で形成された金属酸化物を用いた。また、酸化物５３０ｂとして、スパッタリング法によって、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の酸化物ターゲットを用いて、１５ｎｍの膜厚で形成された金属酸化物を用いた。【０３３０】  導電体５４２ａ、および導電体５４２ｂとして、スパッタリング法によって形成された窒化タンタルを用いた。また、絶縁体５４４として、スパッタリング法によって形成された酸化アルミニウムと、ＡＬＤ法によって形成された酸化アルミニウムとの積層構造を用いた。また、絶縁体５８０として、スパッタリング法によって形成された酸化シリコンと、ＣＶＤ法によって形成された酸化窒化シリコンとの積層構造を用いた。【０３３１】  酸化物５３０ｃとして、スパッタリング法によって、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の酸化物ターゲットを用いて形成された金属酸化物と、スパッタリング法によって、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４［原子数比］の酸化物ターゲットを用いて形成された金属酸化物との積層構造を用いた。【０３３２】  絶縁体５５０として、ＣＶＤ法によって形成された酸化窒化シリコンを用いた。また、導電体５６０ａとして、ＣＶＤ法によって形成された窒化チタンを用いた。また、導電体５６０ｂとして、ＣＶＤ法によって成膜したタングステンを用いた。【０３３３】  絶縁体５７４として、ＡＬＤ法によって形成された酸化アルミニウムと、スパッタリング法によって形成された窒化シリコンとの積層構造を用いた。また、絶縁体５８１として、ＣＶＤ法によって成膜した酸化窒化シリコンを用いた。【０３３４】  上記１１種類の試料のうち、トランジスタの、チャネル長Ｌの設計値とチャネル幅Ｗの設計値とが等しい試料群（Ｌ／Ｗ＝７０ｎｍ／７０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝８０ｎｍ／８０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝１００ｎｍ／１００ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝２００ｎｍ／２００ｎｍ、およびＬ／Ｗ＝３５０ｎｍ／３５０ｎｍ）を、試料群Ａと表記する。また、上記１１種類の試料のうち、トランジスタのチャネル幅Ｗの設計値が６０ｎｍである試料群（Ｌ／Ｗ＝６０ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝７０ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝８０ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝１００ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝２００ｎｍ／６０ｎｍ、およびＬ／Ｗ＝３５０ｎｍ／６０ｎｍ）を、試料群Ｂと表記する。【０３３５】  以上が、上記１１種類の試料の説明である。【０３３６】  次に、作製した１１種類の試料のそれぞれが有する５個のトランジスタに対して、Ｉｄ−Ｖｇカーブを測定した。つまり、５５個のトランジスタに対して、ギザギザ量を算出した。なお、Ｉｄ−Ｖｇカーブの測定は、温度を１５０℃とし、ドレイン電位Ｖｄを２．５Ｖ、バックゲート電位Ｖｂｇを０Ｖ、ソース電位Ｖｓを０Ｖとし、ゲート電位Ｖｇを−３．３Ｖから＋３．３Ｖまで０．１Ｖステップで掃引させた。【０３３７】  上記測定で得られたＩｄ−Ｖｇカーブから、ΔＶｓｈを算出し、各トランジスタにおけるギザギザ量を算出した。【０３３８】  図３５に、ギザギザ量の、チャネル長Ｌおよびチャネル幅Ｗ依存性を測定した結果を示す。図３５において、横軸は、チャネル長Ｌの逆数（１／Ｌ）［１／μｍ］であり、縦軸は、ギザギザ量［ｍＶ］である。なお、図３５に示す丸印は、試料群Ａ（トランジスタの、チャネル長の設計値とチャネル幅の設計値とが等しい試料群）の測定結果であり、図３５に示す四角の印は、試料群Ｂ（トランジスタのチャネル幅Ｗの設計値が６０ｎｍである試料群）の測定結果である。【０３３９】  図３５から、チャネル長Ｌが長いほど、ギザギザ量が小さい傾向が見られた。また、ギザギザ量のばらつきは、ギザギザ量が小さいほど減少する傾向が見られた。【０３４０】  以上より、トランジスタを微細化する場合、当該トランジスタのチャネル長Ｌは長い方が好ましい。例えば、トランジスタのチャネル長Ｌは、８０ｎｍ以上４００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下がさらに好ましい。これにより、トランジスタの占有面積の縮小を図りつつ、トランジスタの信頼性を保持することができる。【０３４１】＜ＯＳトランジスタのドレイン電流のノイズについて＞
以下では、ＯＳトランジスタのドレイン電流のノイズについて、説明を行う。【０３４２】  トランジスタのドレイン電流のノイズの要因の一つとして、１／ｆノイズが挙げられる。１／ｆノイズとは、周波数ｆに反比例して大きくなる電流揺らぎの周波数成分のことを指す。１／ｆノイズのモデルとして、キャリア濃度揺らぎに由来すると考えるモデルと、移動度揺らぎに由来すると考えるモデルと、がある。１／ｆノイズの原因として、キャリア濃度揺らぎに由来すると考えるモデルでは、電子が欠陥に束縛されたり、欠陥から放出されたりすることが想定される。つまり、欠陥準位密度を低減することによって、１／ｆノイズの低減を図ることができる。【０３４３】  トランジスタのドレイン電流のノイズは、１／ｆノイズ測定システムを用いて得られた、ドレイン電流のノイズパワーのスペクトル密度ＳＩｄをドレイン電流Ｉｄで規格化した値（ＳＩｄ／Ｉｄ２）により評価することができる。【０３４４】  本実施例では、トランジスタのドレイン電流のノイズの測定に、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製の１／ｆノイズ測定システムを用いた。半導体デバイス・アナライザには、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｂ１５００Ａを用い、シグナル・ソース・アナライザには、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｅ５０５２Ｂを用いた。プローバには、Ｃａｓｃａｄｅ  Ｍｉｃｒｏｔｅｃｈ社製ＳＵＭＭＩＴ  １１０００Ｂ−Ｍ（温度調節機能（２１３Ｋから４７３Ｋまで）付き）を用いた。測定は、暗環境下で実施した。上記測定の範囲は、測定機の電圧および電流の仕様の範囲（２００Ｖ／１Ａ、または１００Ｖ／１００ｍＡ）、ならびに周波数の仕様の範囲（５Ｈｚ乃至４０ＭＨｚ）以内とした。【０３４５】  次に、１／ｆノイズ測定システムを用いて評価した試料について説明する。【０３４６】  上記試料として、図１５に示すトランジスタ５００に相当するトランジスタを有し、かつ、チャネル長およびチャネル幅が異なる６種類の試料（試料群Ｃ）を作製した。【０３４７】  なお、上記試料群Ｃに関する以下の説明において、図１５に示すトランジスタ５００に付記した符号を用いて説明する。また、上記試料群Ｃと、上記試料群Ａおよび上記試料群Ｂとの異なる点を主に説明し、同一の点については省略する。【０３４８】  上記試料群Ｃに属する試料のそれぞれが有するトランジスタは、酸化物５３０ｂと導電体５４２ａとの間、および、酸化物５３０ｂと導電体５４２ｂとの間に、スパッタリング法によって、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：４［原子数比］の酸化物ターゲットを用いて形成された金属酸化物を有する。【０３４９】  上記試料群Ｃに属する試料のそれぞれが有するトランジスタの、チャネル長Ｌの設計値およびチャネル幅Ｗの設計値は、それぞれ、Ｌ／Ｗ＝６０ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝８０ｎｍ／８０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝１００ｎｍ／１００ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝３５０ｎｍ／３５０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝１００ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝３５０ｎｍ／６０ｎｍである。【０３５０】  以上が、試料群Ｃの説明である。【０３５１】  次に、１／ｆノイズ測定システムを用いて、上記試料群Ｃに属する試料のそれぞれが有するトランジスタのドレイン電流のノイズを評価した結果について説明する。【０３５２】  図３６Ａお���び図３６Ｂに、試料群Ｃに属する試料のそれぞれが有するトランジスタにおいて、１／ｆノイズ測定システムを用いて得られた結果を示す。図３６Ａおよび図３６Ｂにおいて、横軸は、ノイズの周波数ｆ［Ｈｚ］であり、当該ノイズの周波数ｆの範囲は、１Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下である。また、縦軸は、ドレイン電流のノイズパワーのスペクトル密度をドレイン電流で規格化した値ＳＩｄ／Ｉｄ２［１／Ｈｚ］である。【０３５３】  図３６Ａは、試料群Ｃに属する試料のうち、トランジスタの、チャネル長Ｌの設計値とチャネル幅Ｗの設計値とが等しい試料群（Ｌ／Ｗ＝６０ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝８０ｎｍ／８０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝１００ｎｍ／１００ｎｍ、およびＬ／Ｗ＝３５０ｎｍ／３５０ｎｍ）の結果である。また、図３６Ｂは、試料群Ｃに属する試料のうち、トランジスタのチャネル幅Ｗの設計値が６０ｎｍである試料群（Ｌ／Ｗ＝６０ｎｍ／６０ｎｍ、Ｌ／Ｗ＝１００ｎｍ／６０ｎｍ、およびＬ／Ｗ＝３５０ｎｍ／６０ｎｍ）の結果である。【０３５４】  図３６Ａおよび図３６Ｂから、１ｋＨｚよりも低い周波数、特に１００Ｈｚよりも低い周波数において、ノイズの周波数依存性がほぼ１／ｆに比例していることが分かる。また、トランジスタのチャネル長Ｌが長いほど、ドレイン電流のノイズパワーのスペクトル密度をドレイン電流で規格化した値（ＳＩｄ／Ｉｄ２）が小さくなる傾向が見られた。【０３５５】  次に、ギザギザ量と１／ｆノイズとの相関について説明する。【０３５６】  試料群Ｃに属する試料のそれぞれが有するトランジスタにおけるギザギザ量は、当該トランジスタのＩｄ−Ｖｇカーブを測定し、上述したギザギザ量の算出方法を用いて、算出された。【０３５７】  図３６Ａおよび図３６Ｂに示すように、低周波数側のノイズの周波数依存性が略１／ｆに比例していることから、１／ｆノイズ測定システムを用いて得られた、ドレイン電流で規格化したドレイン電流のノイズパワーのスペクトル密度（ＳＩｄ／Ｉｄ２）を周波数ｆで積分した値を算出し、算出した値を１／ｆノイズの指標とした。なお、積分に用いた周波数ｆの範囲は、５Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下である。５Ｈｚ未満の周波数の範囲は、装置の仕様の範囲外であり、測定値の信頼性が低いため、積分に用いた周波数の範囲から外している。【０３５８】  図３７は、試料群Ｃにおけるギザギザ量と、１／ｆノイズとの相関を説明する図である。図３７において、横軸は、ギザギザ量［ｍＶ］であり、縦軸は、ドレイン電流で規格化したドレイン電流のノイズパワーのスペクトル密度を周波数ｆで積分した値である。【０３５９】  図３７から、ギザギザ量が小さいほど、１／ｆノイズは小さい傾向が見られた。【０３６０】  以上より、トランジスタを微細化する場合、当該トランジスタのチャネル長Ｌを長くすることで、ギザギザ量および／または１／ｆノイズを小さくでき、当該トランジスタの信頼性を向上することができる。例えば、トランジスタのチャネル長Ｌは、８０ｎｍ以上４００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下がさらに好ましい。【０３６１】  本実施例で説明したＯＳトランジスタは、チャネル長Ｌを制御することで、１／ｆノイズを小さくすることができる。そのため、低消費電力���が可能な電池保護回路に好適に用いることができる。【０３６２】  本実施例は、実施の形態および他の実施例などに記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。【０３６３】（本明細書等の記載に関する付記）
以上の実施の形態、及び実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。【０３６４】  各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態あるいは実施例に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。【０３６５】  なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容（一部の内容でもよい）は、その実施の形態で述べる別の内容（一部の内容でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態で述べる内容（一部の内容でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを行うことが出来る。【０３６６】  なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用いて述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。【０３６７】  なお、ある一つの実施の形態において述べる図（一部でもよい）は、その図の別の部分、その実施の形態において述べる別の図（一部でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複数の別の実施の形態において述べる図（一部でもよい）に対して、組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることが出来る。【０３６８】  また本明細書等において、ブロック図では、構成要素を機能毎に分類し、互いに独立したブロックとして示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎に切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合や、複数の回路にわたって一つの機能が関わる場合があり得る。そのため、ブロック図のブロックは、明細書で説明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。【０３６９】  また、図面において、大きさ、層の厚さ、又は領域は、説明の便宜上任意の大きさに示したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期すために模式的に示したものであり、図面に示す形状又は値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、又は、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。【０３７０】  本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、「ソース又はドレインの一方」（又は第１電極、又は第１端子）、「ソース又はドレインの他方」（又は第２電極、又は第２端子）という表記を用いる。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース（ドレイン）端子や、ソース（ドレイン）電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。【０３７１】  また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。【０３７２】  また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電圧（接地電圧）とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも０Ｖを意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配線等に与える電位を変化させる場合がある。【０３７３】  なお本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。【０３７４】  本明細書等において、スイッチとは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。【０３７５】  本明細書等において、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体（またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分）とゲートとが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとの間の距離をいう。【０３７６】  本明細書等において、チャネル幅とは、例えば、半導体（またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分）とゲート電極とが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。【０３７７】  本明細書等において、ＡとＢとが接続されている、とは、ＡとＢとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、ＡとＢとが電気的に接続されているとは、ＡとＢとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、ＡとＢとの電気信号の授受を可能とするものをいう。
【符号の説明】
【０３７８】：１０：蓄電装置、１０Ａ：蓄電装置、１０Ｂ：蓄電装置、１１：電池セル、１２：電池保護回路、１２Ａ：電池保護回路、１２Ｂ：電池保護回路、１３：スイッチ回路、１３Ａ：スイッチ回路、１３Ｃ：スイッチ回路、１３Ｄ：スイッチ回路、１３Ｅ：スイッチ回路、１３Ｆ：スイッチ回路、１３Ｇ：スイッチ回路、１４：端子、１５：端子、１６：端子、１６Ａ：端子、１６Ｂ：端子、１７：端子、１７Ａ：端子、１７Ｂ：端子、１８：電圧検出回路、２１：メカニカルリレー、２２：メカニカルリレー、２３：トランジスタ、２３Ａ：トランジスタ、２４：トランジスタ、２４Ａ：トランジスタ、２５：トランジスタ、２６：領域、３０：充放電切替回路、３１：トランジスタ、３２：トランジスタ、３３：メカニカルリレー、４０：充電制御回路、４１：ダイオード素子、３００：トランジスタ、３１１：基板、３１３：半導体領域、３１４ａ：低抵抗領域、３１４ｂ：低抵抗領域、３１５：絶縁体、３１６：導電体、３２０：絶縁体、３２２：絶縁体、３２４：絶縁体、３２６：絶縁体、３２８：導電体、３３０：導電体、３５０：絶縁体、３５２：絶縁体、３５４：絶縁体、３５６：導電体、３６０：絶縁体、３６２：絶縁体、３６４：絶縁体、３６６：導電体、３７０：絶縁体、３７２：絶縁体、３７４：絶縁体、３７６：導電体、３８０：絶縁体、３８２：絶縁体、３８４：絶縁体、３８６：導電体、４００：二次電池、４０１：正極キャップ、４１３：導電板、４１４：導電板、４１５：蓄電システム、４１６：配線、４２０：制御回路、４２１：配線、４２２：配線、４２３：配線、４２４：導電体、４２５：絶縁体、４２６：配線、５００：トランジスタ、５０１：回路基板、５０３：導電体、５０３ａ：導電体、５０３ｂ：導電体、５０９：ラベル、５１０：絶縁体、５１１：端子、５１２：絶縁体、５１３：二次電池、５１４：絶縁体、５１５：シール、５１６：絶縁体、５１７：アンテナ、５１８：導電体、５１９：層、５２０：絶縁体、５２２：絶縁体、５２４：絶縁体、５３０：酸化物、５３０ａ：酸化物、５３０ｂ：酸化物、５３０ｃ：酸化物、５３０Ｉ：酸化物、５３１：二次電池パック、５４０ａ：導電体、５４０ｂ：導電体、５４２ａ：導電体、５４２ｂ：導電体、５４３ａ：領域、５４３ｂ：領域、５４４：絶縁体、５４６：導電体、５４８：導電体、５５０：絶縁体、５５１：一方、５５２：他方、５６０：導電体、５６０ａ：導電体、５６０ｂ：導電体、５７４：絶縁体、５８０：絶縁体、５８１：絶縁体、５８２：絶縁体、５８６：絶縁体、５９０：制御回路、５９０ａ：回路システム、５９０ｂ：回路システム、６００：容量素子、６１０：導電体、６１２：導電体、６２０：導電体、６３０：絶縁体、６４０：絶縁体、７００：電子部品、７０１：リード、７０２：プリント基板、７０３：回路部、７０４：回路基板、７１００：携帯表示装置、７１０１：筐体、７１０２：表示部、７１０３：操作ボタン、７１０４：蓄電池、７２００：携帯情報端末、７２０１：筐体、７２０２：表示部、７２０３：バンド、７２０４：バックル、７２０５：操作ボタン、７２０６：入出力端子、７２０７：アイコン、７４００：携帯電話機、７４０１：筐体、７４０２：表示部、７４０３：操作ボタン、７４０４：外部接続ポート、７４０５：スピーカ、７４０６：マイク、７４０７：蓄電池、７４０８：制御回路、８０００：表示装置、８００１：筐体、８００２：表示部、８００３：スピーカ部、８００４：二次電池、８００５：音声入力デバイス、８００７：スピーカ、８００８：表示部、８００９：携帯情報端末、８０１０：充電モジュール、８０２１：充電装置、８０２２：ケーブル、８０２４：蓄電システム、８１００：照明装置、８１０１：筐体、８１０２：光源、８１０３：二次電池、８１０４：天井、８１０５：側壁、８１０６：床、８１０７：窓、８２００：室内機、８２０１：筐体、８２０２：送風口、８２０３：二次電池、８２０４：室外機、８３００：電気冷凍冷蔵庫、８３０１：筐体、８３０２：冷蔵室用扉、８３０３：冷凍室用扉、８３０４：二次電池、８４００：自動車、８４０１：ヘッドライト、８４０６：電気モーター、８５００：自動車、８６００：スクータ、８６０１：サイドミラー、８６０２：蓄電システム、８６０３：方向指示灯、８６０４：座席下収納、８７００：電動自転車、８７０１：蓄電池、８７０２：蓄電システム、８７０３：表示部、８７０４：制御回路、９６００：タブレット型端末、９６０１：ノート型パーソナルコンピュータ、９６２５：スイッチ、９６２６：スイッチ、９６２７：電源スイッチ、９６２８：操作スイッチ、９６２９：留め具、９６３０：筐体、９６３０ａ：筐体、９６３０ｂ：筐体、９６３０Ｂ：筐体、９６３１：表示部、９６３３：太陽電池、９６３４：制御回路、９６３５：蓄電体、９６４０：可動部、９６４１：キーボード部
【図１Ａ】
2020099984.tif 000004
【図１Ｂ】
2020099984.tif 000005
【図２Ａ】
2020099984.tif 000006
【図２Ｂ】
2020099984.tif 000007
【図２Ｃ】
2020099984.tif 000008
【図２Ｄ】
2020099984.tif 000009
【図３Ａ】
2020099984.tif 000010
【図３Ｂ】
2020099984.tif 000011
【図４Ａ】
2020099984.tif 000012
【図４Ｂ】
2020099984.tif 000013
【図５Ａ】
2020099984.tif 000014
【図５Ｂ】
2020099984.tif 000015
【図５Ｃ】
2020099984.tif 000016
【図５Ｄ】
2020099984.tif 000017
【図６Ａ】
2020099984.tif 000018
【図６Ｂ】
2020099984.tif 000019
【図７Ａ】
2020099984.tif 000020
【図７Ｂ】
2020099984.tif 000021
【図８Ａ】
2020099984.tif 000022
【図８Ｂ】
2020099984.tif 000023
【図９Ａ】
2020099984.tif 000024
【図９Ｂ】
2020099984.tif 000025
【図９Ｃ】
2020099984.tif 000026
【図１０Ａ】
2020099984.tif 000027
【図１０Ｂ】
2020099984.tif 000028
【図１０Ｃ】
2020099984.tif 000029
【図１１Ａ】
2020099984.tif 000030
【図１１Ｂ】
2020099984.tif 000031
【図１１Ｃ】
2020099984.tif 000032
【図１２Ａ】
2020099984.tif 000033
【図１２Ｂ】
2020099984.tif 000034
【図１２Ｃ】
2020099984.tif 000035
【図１２Ｄ】
2020099984.tif 000036
【図１３】
2020099984.tif 000037
【図１４】
2020099984.tif 000038
【図１５Ａ】
2020099984.tif 000039
【図１５Ｂ】
2020099984.tif 000040
【図１５Ｃ】
2020099984.tif 000041
【図１６Ａ】
2020099984.tif 000042
【図１６Ｂ】
2020099984.tif 000043
【図１７Ａ】
2020099984.tif 000044
【図１７Ｂ】
2020099984.tif 000045
【図１７Ｃ】
2020099984.tif 000046
【図１８Ａ】
2020099984.tif 000047
【図１８Ｂ】
2020099984.tif 000048
【図１８Ｃ】
2020099984.tif 000049
【図１９Ａ】
2020099984.tif 000050
【図１９Ｂ】
2020099984.tif 000051
【図１９Ｃ】
2020099984.tif 000052
【図２０Ａ】
2020099984.tif 000053
【図２０Ｂ】
2020099984.tif 000054
【図２１Ａ】
2020099984.tif 000055
【図２１Ｂ】
2020099984.tif 000056
【図２１Ｃ】
2020099984.tif 000057
【図２２】
2020099984.tif 000058
【図２３Ａ】
2020099984.tif 000059
【図２３Ｂ】
2020099984.tif 000060
【図２３Ｃ】
2020099984.tif 000061
【図２３Ｄ】
2020099984.tif 000062
【図２３Ｅ】
2020099984.tif 000063
【図２４Ａ】
2020099984.tif 000064
【図２４Ｂ】
2020099984.tif 000065
【図２５Ａ】
2020099984.tif 000066
【図２５Ｂ】
2020099984.tif 000067
【図２６Ａ】
2020099984.tif 000068
【図２６Ｂ】
2020099984.tif 000069
【図２７】
2020099984.tif 000070
【図２８】
2020099984.tif 000071
【図２９】
2020099984.tif 000072
【図３０】
2020099984.tif 000073
【図３１】
2020099984.tif 000074
【図３２】
2020099984.tif 000075
【図３３】
2020099984.tif 000076
【図３４】
2020099984.tif 000077
【図３５】
2020099984.tif 000078
【図３６Ａ】
2020099984.tif 000079
【図３６Ｂ】
2020099984.tif 000080
【図３７】
2020099984.tif 000081
【図３８Ａ】
2020099984.tif 000082
【図３８Ｂ】
2020099984.tif 000083
【国際調査報告】
2020099984.tif 000084
2020099984.tif 000085
2020099984.tif 000086
2020099984.tif 000087