"平坦な表面上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜に研磨処理を行うことにより前記導電膜表面を平坦化し、前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項1に記載の半導体装置の作製方法。平坦な表面上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層の角をエッチングして丸くし、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜に研磨処理を行うことにより前記導電膜表面を平坦化し、前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項3に記載の半導体装置の作製方法。チャネル形成領域と、前記チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、前記チャネル形成領域と重畳する、前記第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、前記チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、前記第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜に研磨処理を行うことにより前記導電膜表面を平坦化し、前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項5に記載の半導体装置の作製方法。チャネル形成領域と、前記チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、前記チャネル形成領域と重畳する、前記第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、前記チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、前記第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層の角をエッチングして丸くし、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜に研磨処理を行うことにより前記導電膜表面を平坦化し、前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項7に記載の半導体装置の作製方法。前記研磨処理は、化学的機械研磨により行う、請求項1乃至8のいずれか一に記載の半導体装置の作製方法。平坦な表面上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜の上に平坦化膜を形成し、前記平坦化膜と前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項10に記載の半導体装置の作製方法。平坦な表面上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層の角をエッチングして丸くし、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜の上に平坦化膜を形成し、前記平坦化膜と前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項12に記載の半導体装置の作製方法。チャネル形成領域と、前記チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、前記チャネル形成領域と重畳する、前記第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、前記チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、前記第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜の上に平坦化膜を形成し、前記平坦化膜と前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項14に記載の半導体装置の作製方法。チャネル形成領域と、前記チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、前記チャネル形成領域と重畳する、前記第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、前記チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、前記第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、前記層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第1のマスクを形成し、前記第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、前記第2のマスクを用いて前記絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、前記絶縁層の角をエッチングして丸くし、前記絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、前記酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、前記導電膜の上に平坦化膜を形成し、前記平坦化膜と前記導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより前記酸化物半導体層の最上部の表面よりも前記導電層の表面を低くし、前記導電層と前記酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜の上で前記絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法。前記酸化物半導体層の最上部の表面と前記導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する、請求項16に記載の半導体装置の作製方法。前記平坦な表面を二乗平均平方根粗さが1nm以下の表面とする、請求項1乃至17のいずれか一に記載の半導体装置の作製方法。前記スリミング処理は、酸素ラジカルを用いるアッシング処理である、請求項1乃至18のいずれか一に記載の半導体装置の作製方法。前記絶縁膜は、スパッタリング処理を用いて形成する、請求項1乃至19のいずれか一に記載の半導体装置の作製方法。ところで、酸化物半導体の光を透過させるという性質や、1m角以上の大面積を有する酸化物半導体膜を容易に形成できる特性を生かすために、酸化物半導体を用いたトランジスタを形成する基板として、ガラス基板などが採用されている。しかし、ガラス基板の表面の高低差は最大数十μm程度もあり、シリコンウェハなどと比較してその値は大きい。このため、ガラス基板を用いた半導体加工におけるフォトマスクの投影露光精度は、シリコンウェハなどを用いる場合と比較して低く、最小加工寸法でせいぜい数μm程度というのが実情である。上述の加工寸法の制限から、ガラス基板用の露光装置ステッパーなどとも呼ぶを用いる場合には、サブミクロンレベルの十分な微細化を達成することは困難である。しかし、酸化物半導体の性質やそれに起因するメリット例えば、大面積化が容易であるというメリットを十分に生かすためには、たとえ上述のような条件であっても、微細化を達成することは必要不可欠といえる。トランジスタを微細化する場合、短チャネル効果の問題がある。短チャネル効果とは、トランジスタの微細化チャネル長Lの縮小に伴って顕在化する電気特性の劣化である。短チャネル効果は、ドレインの電界の効果がソースにまでおよぶことに起因するものである。短チャネル効果の具体例としては、しきい値電圧の低下、S値の増大、漏れ電流の増大などがある。特に、酸化物半導体を用いたトランジスタは、シリコンを用いたトランジスタのようにしきい値電圧をドーピングによって制御することが困難であるため、短チャネル効果が現れやすい傾向にある。そこで、開示する発明の一態様は、不良を抑制しつつ微細化を達成した半導体装置の提供を目的の一とする。または、良好な特性を維持しつつ微細化を達成した半導体装置の提供を目的の一とする。開示する発明の一態様は、平坦な表面上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜に研磨処理を行うことにより導電膜表面を平坦化し、導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。開示する発明の別の一態様は、平坦な表面上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層の角をエッチングして丸くし、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜に研磨処理を行うことにより導電膜表面を平坦化し、導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。開示する発明の別の一態様は、チャネル形成領域と、チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、チャネル形成領域と重畳する、第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜に研磨処理を行うことにより導電膜表面を平坦化し、導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。開示する発明の別の一態様は、チャネル形成領域と、チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、チャネル形成領域と重畳する、第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層の角をエッチングして丸くし、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜に研磨処理を行うことにより導電膜表面を平坦化し、導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。開示する発明の別の一態様は、平坦な表面上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜の上に平坦化膜を形成し、平坦化膜と導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。開示する発明の別の一態様は、平坦な表面上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層の角をエッチングして丸くし、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜の上に平坦化膜を形成し、平坦化膜と導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。開示する発明の別の一態様は、チャネル形成領域と、チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、チャネル形成領域と重畳する、第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜の上に平坦化膜を形成し、平坦化膜と導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。開示する発明の別の一態様は、チャネル形成領域と、チャネル形成領域上の第1のゲート絶縁膜と、チャネル形成領域と重畳する、第1のゲート絶縁膜上の第1のゲート電極と、チャネル形成領域と電気的に接続する第1のソース電極および第1のドレイン電極と、を有する第1のトランジスタを形成し、第1のトランジスタを覆う平坦な表面を有する層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第1のマスクを形成し、第1のマスクにスリミング処理を行うことにより、第2のマスクを形成し、第2のマスクを用いて絶縁膜にエッチング処理を行うことにより、絶縁層を形成し、絶縁層の角をエッチングして丸くし、絶縁層を覆うように酸化物半導体層を形成し、酸化物半導体層を覆うように導電膜を形成し、導電膜の上に平坦化膜を形成し、平坦化膜と導電膜をエッチング処理して導電層とすることにより酸化物半導体層の最上部の表面よりも導電層の表面を低くし、導電層と酸化物半導体層に接するゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜の上で絶縁層と重畳する領域にゲート電極を形成する、半導体装置の作製方法である。なお、上記において、酸化物半導体層の最上部の表面と導電層の表面とで形成される段差は、5nm以上20nm以下となるように形成する場合がある。また、上記半導体装置の作製方法において、平坦な表面を二乗平均平方根粗さが1nm以下の表面とする場合がある。また、スリミング処理は、酸素ラジカルを用いるアッシング処理の場合がある。また、研磨処理は、化学的機械研磨により行う場合がある。また、絶縁膜は、スパッタリング処理を用いて形成する場合がある。また、本明細書等において、二乗平均平方根RMS:RootMeanSquare粗さとは、断面曲線に対するRMS粗さを、測定面に対して適用できるよう、三次元に拡張したものである。基準面から指定面までの偏差の自乗を平均した値の平方根で表現され、次式で与えられる。ここで、測定面とは、全測定データの示す面であり、下記の式で表す。また、指定面とは、粗さ計測の対象となる面であり、座標X1,Y1X1,Y2X2,Y1X2,Y2で表される4点により囲まれる長方形の領域とし、指定面が理想的にフラットであるとしたときの面積をS0とする。なお、S0は下記の式で求められる。また、基準面とは、指定面の平均の高さにおける、XY平面と平行な面のことである。つまり、指定面の高さの平均値をZ0とするとき、基準面の高さもZ0で表される。なお、Z0は下記の式で求められる。なお、本明細書等において、二乗平均平方根RMS粗さは、原子間力顕微鏡AFM;AtomicForceMicroscopeを用いて得られるAFM像から、10nm×10nmの領域、好ましくは100nm×100nmの領域、より好ましくは1μm×1μmの領域において算出されるものである。上記トランジスタのチャネル長Lは、30nm以上2000nm2μm未満とすることが好ましく、50nm以上350nm以下とするとより好ましく、100nm以上150nm以下とするとさらに好ましい。また、酸化物半導体層の厚さは、1nm以上100nm以下とすることが好ましく、2nm以上50nm以下とするとより好ましく、3nm以上30nm以下とするとさらに好ましい。これにより、高速かつ低消費電力な半導体装置が実現される。また、ゲート絶縁膜として、酸化ハフニウムなどの高誘電率材料を用いると好ましい。酸化ハフニウムは比誘電率が15程度であり、酸化シリコンの3~4と比較して非常に大きな値を有している。このような材料を用いることにより、半導体装置の微細化が容易になる。また、酸化物半導体層としては、高純度化され、真性化された酸化物半導体を用いる。これにより、酸化物半導体層のキャリア密度を、例えば、1×1012/cm3未満、より好ましくは、1.45×1010/cm3未満とし、トランジスタのオフ電流を、100zA/μm1zAゼプトアンペアは1×10-21A以下、好ましくは10zA/μm以下とすることができる。なお、オフ電流の下限値は、単位チャネル幅1μmあたり10-30Aである。つまり、オフ電流は、10-30A/μm以上の値をとるつまり、10-21A/μm以下1×10-30A/μm以上といえる。また、ゲート電極は、ソース電極およびドレイン電極と重畳する構造としても良いし、ゲート電極の端のみが、ソース電極の端、およびドレイン電極の端と一致するような構造としても良い。ここで一致とは、平面レイアウトにおいて重畳することを意味する。本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。例えば、表示装置や記憶装置、集積回路などは半導体装置に含まれうる。また、本明細書等において上や下の用語は、構成要素の位置関係が直上または直下であることを限定するものではない。例えば、ゲート絶縁膜上のゲート電極の表現であれば、ゲート絶縁膜とゲート電極との間に他の構成要素を含むものを除外しない。また、上下の用語は説明の便宜のために用いる表現に過ぎない。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。また、ソースやドレインの機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、ソースやドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。なお、本明細書等において、電気的に接続には、何らかの電気的作用を有するものを介して接続されている場合が含まれる。ここで、何らかの電気的作用を有するものは、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、何らかの電気的作用を有するものには、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。開示する発明の一態様によって、用いる基板の種類にかかわらず、トランジスタの十分な微細化を達成することが可能である。このため、酸化物半導体の性質やそれに起因するメリット例えば、大面積化が容易であるというメリットを十分に生かした半導体装置を提供することができる。また、開示する発明の一態様によって、微細化に伴う問題点を解消することができるため、結果として、良好な特性を維持しつつ、トランジスタサイズを十分に小さくすることが可能になる。トランジスタサイズを十分に小さくすることで、半導体装置の占める面積が小さくなり、一基板あたりの半導体装置の取り数が増大する。これにより、半導体装置の製造コストは抑制される。また、半導体装置が小型化されるため、同程度の大きさでさらに機能が高められた半導体装置を実現することができる。また、チャネル長の縮小による、動作の高速化、低消費電力化などの効果を得ることもできる。つまり、開示する発明の一態様により酸化物半導体を用いたトランジスタの微細化が達成されることで、上述のような、微細化に付随する様々な効果を得ることが可能である。このように、開示する発明の一態様によって、不良を抑制しつつ、または、良好な特性を維持しつつ、微細化を達成した半導体装置を提供することができる。本発明の実施の形態の一例について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態およ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、本発明は以下に示す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。なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。なお、本明細書等における第1、第2、第3などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。実施の形態1本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る半導体装置の構成およびその作製方法について、図1乃至図4を参照して説明する。半導体装置の構成例図1には、半導体装置の構成例を示す。図1Aは、第1の構成例であり、図1Bは、第2の構成例である。図1Aにおけるトランジスタ207は、絶縁表面を有する基体200上の絶縁層201aと、絶縁層201aを覆う酸化物半導体層203と、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電層204eと、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜205と、ゲート電極として機能する導電層206と、を有する。導電層204eは、酸化物半導体層203の一部と基体200の一部に接しており、絶縁層201aを境に分けられている。また、絶縁膜101および絶縁膜103を有する場合がある。図1Aに示すように、トランジスタの活性層に酸化物半導体を用いることで、良好な特性を得ることができる。ここで、基体200の被形成表面、および、絶縁層201aの表面の一部特に、被形成表面に平行な領域をいうであって酸化物半導体層203と接する領域は、その二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下好ましくは、0.5nm以下であることが望ましく、絶縁層201aの厚さは、5nm以上20nm以下であることが望ましい。このように、二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下という極めて平坦な領域に、酸化物半導体層203の一部が形成されることにより、トランジスタ207が微細化される状況においても、短チャネル効果などの不具合を抑制し、良好な特性を有するトランジスタ207を提供することが可能である。また、被形成表面の平坦性を高めることで、酸化物半導体層203の膜厚分布を均一化して、トランジスタ207の特性を向上させることができる。また、極端に大きな高低差に起因して生じうる被覆性の低下を抑制し、酸化物半導体層203の断線や接続不良を防止することができる。また、上述のように、絶縁層201aによる僅かな高低差例えば、5nm以上20nm以下を設けることで、電流のパスが延長され、また、酸化物半導体層203と導電層204eの接触面積が小さくなることで電流のパスの抵抗値が増すことになる。これにより、トランジスタ207における電界の集中を緩和して、さらに短チャネル効果を抑制することが可能である。ここで、酸化物半導体層203は水素などの不純物が十分に除去されることにより、または、十分な酸素が供給されることにより、高純度化されたものであることが望ましい。具体的には、例えば、酸化物半導体層203の水素濃度は5×1019atoms/cm3以下、望ましくは5×1018atoms/cm3以下、より望ましくは5×1017atoms/cm3以下とする。なお、上述の酸化物半導体層203中の水素濃度は、二次イオン質量分析法SIMS:SecondaryIonMassSpectroscopyで測定されるものである。このように、水素濃度が十分に低減されて高純度化され、十分な酸素の供給により酸素欠損に起因するエネルギーギャップ中の欠陥準位が低減された酸化物半導体層203では、水素等のドナーに起因するキャリア濃度が1×1012/cm3未満、望ましくは、1×1011/cm3未満、より望ましくは1.45×1010/cm3未満となる。また、例えば、室温25°Cでのオフ電流ここでは、単位チャネル幅1μmあたりの値は100zA1zAゼプトアンペアは1×10-21A以下、望ましくは10zA以下となる。このように、I型化真性化または実質的にI型化された酸化物半導体を用いることで、極めて優れたオフ電流特性のトランジスタ207を得ることができる。酸化物半導体は、非晶質、微結晶、多結晶などの状態とすることができる。多結晶、微結晶の状態では、c軸が基板に対して垂直に揃ったものを用いてもよい。なお、理論的なオフ電流の下限値は、単位チャネル幅1μmあたり10-30Aである。つまり、オフ電流は、10-30A/μm以上の値をとるといえる。図1Bにおけるトランジスタ907は、トランジスタ207に類似した構造を有し、絶縁表面を有する基体900上の絶縁層901と、絶縁層901を覆う酸化物半導体層903と、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電層904と、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜905と、ゲート電極として機能する導電層906と、を有する。導電層904は、酸化物半導体層903の一部と基体900の一部に接しており、絶縁層901を境に分けられている。また、絶縁膜801および絶縁膜802を有する場合がある。図1Bに示すように、トランジスタの活性層に酸化物半導体を用いることで、良好な特性を得ることができる。ここで、基体900の被形成表面、および、絶縁層901の表面の一部特に、被形成表面に平行な領域をいうであって酸化物半導体層903と接する領域は、その二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下好ましくは、0.5nm以下であることが望ましく、絶縁層901の厚さは、5nm以上20nm以下であることが望ましい。このように、二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下という極めて平坦な領域に、酸化物半導体層903の一部が形成されることにより、トランジスタ907が微細化される状況においても、短チャネル効果などの不具合を抑制し、良好な特性を有するトランジスタ907を提供することが可能である。図1Bにおけるトランジスタ907と、図1Aにおけるトランジスタ207の相違点の一は、上記トランジスタのチャネル形成領域下に存在する絶縁層つまり絶縁層201aまたは絶縁層901の角が除去されているか否かである。つまり、図1Aにおけるトランジスタ207では、絶縁層201aの角が残っており、図1Bにおけるトランジスタ907では、絶縁層901の角が取れて丸くなっている。チャネル形成領域下に存在する絶縁層として角の取れた絶縁層を形成するためには、例えば、絶縁層に対しエッチング処理を行えばよい。図1Bの構成に起因する効果は、図1Aのものと同様である。すなわち、極めて平坦な領域にトランジスタ907のチャネル形成領域が設けられることになるため、トランジスタ907が微細化される状況においても、短チャネル効果などの不具合を抑制し、良好な特性を有するトランジスタ907を提供することが可能になる。また、被形成表面の平坦性を高めることで、酸化物半導体層903の膜厚分布を均一化して、トランジスタ907の特性を向上させることができる。また、極端に大きな高低差に起因して生じうる被覆性の低下を抑制し、酸化物半導体層903の断線や接続不良を防止することができる。また、上述のような、絶縁層901による僅かな高低差に起因して、酸化物半導体層903の一部に高抵抗な領域が設けられることになるため、トランジスタ907における電界の集中を緩和して、短チャネル効果を抑制することが可能である。さらに、トランジスタ907では、絶縁層901の角が除去されているため、酸化物半導体層903の断線や接続不良をより防止できると共に、電界の集中を一層緩和することができる。半導体装置の作製方法の例次に、上記半導体装置の作製方法の例について、図2、図3を参照して説明する。ここで、図2、図3は、図1Aに示すトランジスタ207の作製方法の例を示す図である。まず、絶縁表面を有する基体200上に、絶縁膜201およびマスク202aを形成する図2A参照。基体200として使用できるものに大きな制限はないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有していることが必要となる。例えば、ガラス基板、セラミック基板、石英基板、サファイア基板などが使える。また、絶縁表面を有していれば、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウムなどの化合物半導体基板、SOI基板などを基体として適用することが可能であり、さらに、これらの基板上に半導体素子が設けられているものを基体として用いてもよい。また、基体200上には下地膜が形成されていても良い。なお、基体200の被形成表面は、十分に平坦な表面であることが望ましい。例えば、その二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下好ましくは、0.5nm以下である被形成表面を適用する。このような表面にトランジスタ207を形成することで、その特性を十分に向上させることができる。なお、基体200の被形成表面が平坦性に乏しい場合には、当該表面にCMP化学的機械研磨処理やエッチング処理などを適用して、当該平坦性を上述の数値範囲に収めることが望ましい。なお、CMP処理の詳細については、後の記載を参酌できる。絶縁膜201は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ガリウム等の無機絶縁材料を含む材料を用いて形成することができる。絶縁膜201には後に酸化物半導体層203が接することになる。絶縁膜201の形成方法に特に限定はないが、酸化物半導体層203と接することを考慮すれば、水素が十分に低減された方法によって形成するのが望ましい。このような方法としては、例えば、スパッタリング法がある。もちろん、プラズマCVD法をはじめとする他の成膜法を用いても良い。なお、絶縁膜201の表面は、十分に平坦な表面であることが望ましい。例えば、その二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下好ましくは、0.5nm以下とする。このような表面に酸化物半導体層203を形成することで、その特性を十分に向上させることができる。なお、絶縁膜201の表面が平坦性に乏しい場合には、当該表面にCMP化学的機械研磨処理やエッチング処理などを適用して、当該平坦性を上述の数値範囲に収めることが望ましい。なお、CMP処理の詳細については、後の記載を参酌できる。マスク202aは、フォトレジストなどの材料を用い、フォトリソグラフィ法などによって形成することができる。なお、十分に微細なパターンのマスクを形成できるのであれば、インクジェット法などの他の方法を用いてマスク202aを形成しても良い。この場合には、マスク202aの材料として、フォトレジストなどの感光性を有する材料を用いる必要はない。次に、マスク202aにスリミング処理を行って、より微細なパターンを有するマスク202bを形成する図2B参照。スリミング処理としては、例えば、ラジカル状態の酸素酸素ラジカルなどを用いるアッシング処理を適用することができる。ただし、スリミング処理は、マスク202aをより微細なパターンに加工できる処理であれば、上述のアッシング処理に限定する必要はない。また、形成されるマスク202bによってトランジスタのチャネル長Lが決定されることになるから、当該スリミング処理としては、制御性の良い処理を適用することが望ましい。上述のスリミング処理の結果、マスク202bを、露光機の解像限界の1/2以下、好ましくは1/3以下の線幅まで微細化することが可能である。例えば、線幅は、30nm以上2000nm2μm以下、好ましくは50nm以上350nm以下とすることができる。これにより、トランジスタのさらなる微細化を達成することが可能である。次に、マスク202bを用いて、絶縁膜201を加工し、絶縁層201aを形成する図2C参照。絶縁膜201の絶縁層201aへの加工は、例えば、エッチング処理によって行うことができる。エッチング処理としては、ドライエッチング処理、ウェットエッチング処理のいずれを適用しても良いが、微細化のためには、制御性の良いドライエッチングを用いるのが好適である。また、形成される絶縁層201aがテーパー形状となるように行っても良い。テーパー角は、例えば、30°以上60°以下とすることができる。上述のように形成された絶縁層201aによって、トランジスタ207のチャネル長Lが決定される。絶縁層201aの大きさはマスク202bと同程度であるから、トランジスタのチャネル長Lは30nm以上2000nm2μm以下、好ましくは50nm以上350nm以下となる。次に、絶縁層201aを覆うように、酸化物半導体層203を形成する図2D参照。酸化物半導体層203は、四元系金属酸化物であるIn-Sn-Ga-Zn系や、三元系金属酸化物であるIn-Ga-Zn系、In-Sn-Zn系、In-Al-Zn系、Sn-Ga-Zn系、Al-Ga-Zn系、Sn-Al-Zn系や、二元系金属酸化物であるIn-Zn系、Sn-Zn系、Al-Zn系、Zn-Mg系、Sn-Mg系、In-Mg系や、In系、Sn系、Zn系などを用いて形成することができる。酸化物半導体としてIn-Zn-O系の材料を用いる場合、用いるターゲットの組成比は、原子数比で、In:Zn=50:1~1:2モル数比に換算するとIn2O3:ZnO=25:1~1:4、好ましくはIn:Zn=20:1~1:1モル数比に換算するとIn2O3:ZnO=10:1~1:2、さらに好ましくはIn:Zn=15:1~1.5:1モル数比に換算するとIn2O3:ZnO=15:2~3:4とする。例えば、In-Zn系酸化物半導体の形成に用いるターゲットは、原子数比がIn:Zn:O=X:Y:Zのとき、Z>1.5XYとする。In-Ga-Zn系の酸化物半導体材料は、無電界時の抵抗が十分に高いためオフ電流を十分に小さくすることが可能であり、また、電界効果移動度も高いため、半導体装置に用いる半導体材料としては好適である。In-Ga-Zn系酸化物半導体とは、インジウムIn、ガリウムGa、亜鉛Znを有する酸化物半導体、という意味であり、その組成比は問わない。In-Ga-Zn系の酸化物半導体材料の代表例としては、InGaO3ZnOmm>0で表記されるものがある。また、Gaに代えてMの表記を用い、InMO3ZnOmm>0のように表記される酸化物半導体材料がある。ここで、Mは、ガリウムGa、アルミニウムAl、鉄Fe、ニッケルNi、マンガンMn、コバルトCoなどから選ばれた一の金属元素または複数の金属元素を示す。例えば、Mとしては、Ga、GaおよびAl、GaおよびFe、GaおよびNi、GaおよびMn、GaおよびCoなどを適用することができる。なお、上述の組成は結晶構造から導き出されるものであり、あくまでも一例に過ぎないことを付記する。酸化物半導体層203をスパッタリング法で作製するためのターゲットとしては、In:Ga:Zn=1:x:yxは0以上、yは0.5以上5以下の組成式で表されるものを用いるのが好適である。例えば、In:Ga:Zn=1:1:1[atom比]x=1、y=1、すなわち、In2O3:Ga2O3:ZnO=1:1:2[mol数比]の組成比を有するターゲットなどを用いることができる。また、In:Ga:Zn=1:1:0.5[atom比]x=1、y=0.5の組成比を有するターゲットや、In:Ga:Zn=1:1:2[atom比]x=1、y=2の組成比を有するターゲットや、In:Ga:Zn=1:0:1[atom比]x=0、y=1の組成比を有するターゲットを用いることもできる。本実施の形態では、非晶質構造の酸化物半導体層203を、In-Ga-Zn系の金属酸化物ターゲットを用いたスパッタリング法により形成することとする。また、その厚さは、1nm以上100nm以下、好ましくは2nm以上50nm以下、より好ましくは3nm以上30nm以下とする。金属酸化物ターゲット中の金属酸化物の相対密度は80以上、好ましくは95以上、さらに好ましくは99.9以上である。相対密度の高い金属酸化物ターゲットを用いることにより、緻密な構造の酸化物半導体層を形成することが可能である。酸化物半導体層203の形成雰囲気は、希ガス代表的にはアルゴン雰囲気、酸素雰囲気、または、希ガス代表的にはアルゴンと酸素との混合雰囲気とするのが好適である。具体的には、例えば、水素、水、水酸基、水素化物などの不純物が、濃度1ppm以下望ましくは濃度10ppb以下にまで除去された高純度ガス雰囲気を用いるのが好適である。酸化物半導体層203の形成の際には、例えば、減圧状態に保持された処理室内に被処理物を保持し、被処理物の温度が100°C以上550°C未満、好ましくは200°C以上400°C以下となるように被処理物を熱する。または、酸化物半導体層203の形成の際の被処理物の温度は、室温15°C以上35°C以下としてもよい。そして、処理室内の水分を除去しつつ、水素や水などが除去されたスパッタガスを導入し、上記ターゲットを用いて酸化物半導体層203を形成する。被処理物を熱しながら酸化物半導体層203を形成することにより、酸化物半導体層203に含まれる不純物を低減することができる。また、スパッタリングによる損傷を軽減することができる。処理室内の水分を除去するためには、吸着型の真空ポンプを用いることが好ましい。例えば、クライオポンプ、イオンポンプ、チタンサブリメーションポンプなどを用いることができる。また、ターボポンプにコールドトラップを加えたものを用いてもよい。クライオポンプなどを用いて排気することで、処理室から水素や水などを除去することができるため、酸化物半導体層中の不純物濃度を低減できる。酸化物半導体層203の形成は、例えば、被処理物とターゲットの間との距離が170mm、圧力が0.4Pa、直流DC電力が0.5kW、雰囲気が酸素酸素100雰囲気、またはアルゴンアルゴン100雰囲気、または酸素とアルゴンの混合雰囲気、といった条件のもとで行うことが出来る。なお、パルス直流DC電源を用いると、パーティクルを低減でき、膜厚分布も均一となるため好ましい。酸化物半導体層203の厚さは、1nm以上100nm以下、好ましくは2nm以上50nm以下、より好ましくは3nm以上30nm以下とする。開示する発明に係る構成を採用することで、このような厚さの酸化物半導体層203を用いる場合であっても、微細化に伴う短チャネル効果を抑制することが可能である。ただし、適用する酸化物半導体材料や、半導体装置の用途などにより適切な厚さは異なるから、その厚さは、用いる材料や用途などに応じて選択することもできる。なお、開示する発明の一態様では、酸化物半導体層203の形成表面を十分に平坦化している。このため、薄い酸化物半導体層203であっても、好適に形成することが可能である。なお、酸化物半導体層203をスパッタリング法により形成する前には、アルゴンガスを導入してプラズマを発生させる逆スパッタを行い、形成表面例えば、絶縁層201aや基体200の表面の付着物を除去しても良い。ここで、逆スパッタとは、通常のスパッタリングにおいては、スパッタターゲットにイオンを衝突させるところを、逆に、処理表面にイオンを衝突させることによってその表面を改質する方法のことをいう。処理表面にイオンを衝突させる方法としては、アルゴン雰囲気下で処理表面側に高周波電圧を印加して、被処理物付近にプラズマを生成する方法などがある。なお、アルゴン雰囲気に代えて窒素、ヘリウム、酸素などによる雰囲気を適用してもよい。酸化物半導体層203の形成後には、酸化物半導体層203に対して熱処理第1の熱処理を行うことが望ましい。この第1の熱処理によって酸化物半導体層203中の、過剰な水素水や水酸基を含むを除去し、酸化物半導体層203の構造を整え、エネルギーギャップ中の欠陥準位を低減することができる。第1の熱処理の温度は、例えば、300°C以上550°C未満、または400°C以上500°C以下とする。熱処理は、例えば、抵抗発熱体などを用いた電気炉に被処理物を導入し、窒素雰囲気下、450°C、1時間の条件で行うことができる。この間、酸化物半導体層は大気に触れさせず、水や水素の混入が生じないようにする。熱処理装置は電気炉に限られず、加熱されたガスなどの媒体からの熱伝導、または熱輻射によって、被処理物を加熱する装置を用いても良い。例えば、GRTAGasRapidThermalAnneal装置、LRTALampRapidThermalAnneal装置等のRTARapidThermalAnneal装置を用いることができる。LRTA装置は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどのランプから発する光電磁波の輻射により、被処理物を加熱する装置である。GRTA装置は、高温のガスを用いて熱処理を行う装置である。ガスとしては、アルゴンなどの希ガス、または窒素のような、熱処理によって被処理物と反応しない不活性気体が用いられる。例えば、第1の熱処理として、熱せられた不活性ガス雰囲気中に被処理物を投入し、数分間熱した後、当該不活性ガス雰囲気から被処理物を取り出すGRTA処理を行ってもよい。GRTA処理を用いると短時間での高温熱処理が可能となる。また、被処理物の耐熱温度を超える温度条件であっても適用が可能となる。なお、処理中に、不活性ガスを、酸素を含むガスに切り替えても良い。酸素を含む雰囲気において第1の熱処理を行うことで、酸素欠損に起因するエネルギーギャップ中の欠陥準位を低減することができるためである。なお、不活性ガス雰囲気としては、窒素、または希ガスヘリウム、ネオン、アルゴン等を主成分とする雰囲気であって、水、水素などが含まれない雰囲気を適用するのが望ましい。例えば、熱処理装置に導入する窒素や、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガスの純度を、6N99.9999以上、好ましくは7N99.99999以上すなわち、不純物濃度が1ppm以下、好ましくは0.1ppm以下とする。いずれにしても、第1の熱処理によって不純物を低減し、I型真性半導体またはI型に限りなく近い酸化物半導体層を形成することで、極めて優れた特性のトランジスタを実現することができる。ところで、上述の熱処理第1の熱処理には水素や水などを除去する効果があるから、当該熱処理を、脱水化処理や、脱水素化処理などと呼ぶこともできる。当該脱水化処理や、脱水素化処理は、酸化物半導体層203の形成後やゲート絶縁層の形成後、ゲート電極の形成後、などのタイミングにおいて行うことも可能である。また、このような脱水化処理、脱水素化処理は、一回に限らず複数回行っても良い。酸化物半導体層203は、例えば、膜状の酸化物半導体を形成した後、エッチングによって島状に分離し形成する。エッチングは、上記熱処理の前、または上記熱処理の後のいずれにおいて行っても良い。また、素子の微細化という観点からはドライエッチングを用いるのが好適であるが、ウェットエッチングを用いても良い。エッチングガスやエッチング液については被エッチング材料に応じて適宜選択することができる。導電膜204は、スパッタリング法をはじめとするPVD法や、プラズマCVD法などのCVD法を用いて形成することができる。また、導電膜204の材料としては、アルミニウム、クロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素や、上述した元素を成分とする合金等を用いることができる。マンガン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、ネオジム、スカンジウムのいずれか、またはこれらを複数組み合わせた材料を用いてもよい。導電膜204は、単層構造であっても良いし、2層以上の積層構造としてもよい。例えば、チタン膜や窒化チタン膜の単層構造、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜が積層された2層構造、窒化チタン膜上にチタン膜が積層された2層構造、チタン膜とアルミニウム膜とチタン膜とが積層された3層構造などが挙げられる。また、導電膜204は、導電性の金属酸化物を用いて形成しても良い。導電性の金属酸化物としては酸化インジウムIn2O3、酸化スズSnO2、酸化亜鉛ZnO、酸化インジウム酸化スズ合金In2O3-SnO2、ITOと略記する場合がある、酸化インジウム酸化亜鉛合金In2O3-ZnO、または、これらの金属酸化物材料にシリコン若しくは酸化シリコンを含有させたものを用いることができる。なお、後の研磨処理との関係から、導電膜204は、酸化物半導体層203の最上部と基体200の被形成表面との距離よりも厚くすることが求められる点に留意すべきである。次に、導電膜204に研磨処理を行って、酸化物半導体層203とほぼ同じ高さの導電膜204aを形成する図3A参照。この場合、当該高さの差は、5nm未満程度とすると好ましい。研磨処理としては、例えば、CMP処理化学的機械的研磨処理を適用することができる。ここで、CMP処理とは、被加工物の表面を化学的機械的な複合作用により平坦化する手法である。より具体的には、研磨ステージの上に研磨布を貼り付け、被加工物と研磨布との間にスラリー研磨剤を供給しながら研磨ステージと被加工物とを各々回転または揺動させて、被加工物の表面を、スラリーと被加工物表面との間での化学反応と、研磨布と被加工物との機械的研磨の作用により、被加工物の表面を研磨する方法である。上記CMP処理によって、導電膜204a表面の二乗平均平方根RMS粗さを1nm以下好ましくは0.5nm以下とすることができる。また、当該CMP処理では、酸化物半導体層203の表面の一部最上部に位置する面についても研磨される。これによって、酸化物半導体層203表面の一部の二乗平均平方根RMS粗さも1nm以下好ましくは0.5nm以下とすることが可能である。なお、研磨処理としてのCMP処理は、1回のみ行ってもよいし、複数回行ってもよい。複数回に分けてCMP処理を行う場合は、高い研磨レートで一次研磨を行った後、低い研磨レートで仕上げ研磨を行うのが好ましい。このように研磨レートの異なる研磨を組み合わせることによって、導電膜204aおよび酸化物半導体層203の表面の平坦性をさらに向上させることができる。また、研磨処理としては、CMP処理とエッチング処理とを組み合わせた処理を適用しても良い。このような研磨処理を行うことにより、酸化物半導体層203のチャネル部分の表面の平坦性を向上させ、トランジスタ207の特性を向上させることができる。次に、導電膜204aにエッチング処理を行って、酸化物半導体層203の最上部の表面を突出させ、ソース電極およびドレイン電極である導電層204bを形成する図3B参照。エッチング処理としては、ドライエッチング処理、ウェットエッチング処理のいずれか一方または双方を適用することができる。ここで、導電層204bと酸化物半導体層203とで形成される段差は、5nm以上20nm以下とすることが望ましい。当該段差によって酸化物半導体層203における電流のパスが延長され、また、酸化物半導体層203と導電層204eの接触面積が小さくなることで電流のパスの抵抗値が増すことになる。これにより、トランジスタ207における電界の集中を緩和して、短チャネル効果を抑制することが可能となるのである。なお、上記エッチング処理の後にさらにエッチング処理を行って、導電層204bを所望のパターンに加工しても良い。パターン加工に係るエッチング処理の詳細は、上述のエッチング処理などと同様である。次に、酸化物半導体層203の表面の一部および導電層204bの表面に接するように、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜205を形成する図3C参照。絶縁膜205は、CVD法やスパッタリング法等を用いて形成することができる。また、絶縁膜205は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ガリウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、ハフニウムシリケートHfSixOyx>0、y>0、窒素が添加されたハフニウムシリケートHfSixOyx>0、y>0、窒素が添加されたハフニウムアルミネートHfAlxOyx>0、y>0、などを含むように形成するのが好適である。絶縁膜205は、単層構造としても良いし、積層構造としても良い。また、その厚さは特に限定されないが、半導体装置を微細化する場合には、トランジスタの動作を確保するために薄くするのが望ましい。例えば、酸化シリコンを用いる場合には、1nm以上100nm以下、好ましくは10nm以上50nm以下とすることができる。上述のように、絶縁膜205を薄くすると、トンネル効果などに起因するゲートリークが問題となる。ゲートリークの問題を解消するには、絶縁膜205に、酸化ハフニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、ハフニウムシリケートHfSixOyx>0、y>0、窒素が添加されたハフニウムシリケートHfSixOyx>0、y>0、窒素が添加されたハフニウムアルミネートHfAlxOyx>0、y>0、などの高誘電率high-k材料を用いると良い。high-k材料を絶縁膜205に用いることで、電気的特性を確保しつつ、ゲートリークを抑制するために膜厚を大きくすることが可能になるからである。例えば、酸化ハフニウムは比誘電率が15程度であり、酸化シリコンの3~4と比較して非常に大きな値を有しているため、ゲート絶縁膜の材料として好ましい。なお、high-k材料を含む膜と、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化アルミニウムなどのいずれかを含む膜との積層構造としてもよい。絶縁膜205の形成後には、不活性ガス雰囲気下、または酸素雰囲気下で第2の熱処理を行うのが望ましい。熱処理の温度は、200°C以上450°C以下、望ましくは250°C以上350°C以下である。例えば、窒素雰囲気下で250°C、1時間の熱処理を行えばよい。第2の熱処理を行うことによって、トランジスタの電気的特性のばらつきを小さくすることができる。また、絶縁膜205が酸素を含む場合、酸化物半導体層203に酸素を供給し、該酸化物半導体層203の酸素欠損を補填して、I型真性半導体またはI型に限りなく近い酸化物半導体層203を形成することもできる。なお、本実施の形態では、絶縁膜205の形成後に第2の熱処理を行っているが、第2の熱処理のタイミングはこれに限定されない。例えば、ゲート電極の形成後に第2の熱処理を行っても良い。また、第1の熱処理に続けて第2の熱処理を行っても良いし、第1の熱処理に第2の熱処理を兼ねさせても良いし、第2の熱処理に第1の熱処理を兼ねさせても良い。上述のように、第1の熱処理と第2の熱処理の少なくとも一方を適用することで、酸化物半導体層203を、その主成分以外の不純物が極力含まれないように高純度化することができる。次に、絶縁膜205上にゲート電極として機能する導電層206を形成する図3D参照。さらに、絶縁膜205、導電層206などを覆うように、絶縁膜101および絶縁膜103を形成してもよい図1A参照。導電層206は、絶縁膜205上に導電膜を形成した後に、当該導電膜を選択的にエッチングすることによって形成することができる。導電層206となる導電膜は、スパッタリング法をはじめとするPVD法や、プラズマCVD法などのCVD法を用いて形成することができる。作製方法や材料の詳細は、前述の導電層の場合と同様であり、これらの記載を参酌できる。なお、ここでは、導電層206の一部が導電層204bと重畳する構造を採用しているが、開示する発明はこれに限定されない。絶縁膜101および絶縁膜103は、PVD法やCVD法などを用いて形成することができる。また、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化ガリウム等の無機絶縁材料を用いて形成することができる。なお、絶縁膜101や絶縁膜103には、誘電率の低い材料や、誘電率の低い構造多孔性の構造などを用いることが望ましい。絶縁膜101や絶縁膜103の誘電率を低くすることにより、配線や電極などの間に生じる容量を低減し、動作の高速化を図ることができるためである。なお、本実施の形態では、絶縁膜101と絶縁膜103の積層構造としているが、開示する発明の一態様はこれに限定されない。絶縁膜は1層であっても良いし、3層以上の積層構造としても良い。また、絶縁膜を設けない構成とすることも可能である。なお、上記絶縁膜103は、その表面が平坦になるように形成することが望ましい。表面が平坦になるように絶縁膜103を形成することで、半導体装置を微細化した場合などにおいても、絶縁膜103上に、電極や配線などを好適に形成することができるためである。なお、絶縁膜103の平坦化は、CMP化学的機械的研磨などの方法を用いて行うことができる。以上により、高純度化された酸化物半導体層203を用いたトランジスタ207が完成する図1A参照。なお、上記工程の後に、各種配線や電極などを形成しても良い。配線や電極は、導電膜を形成後に当該導電膜の一部を除去する方法、ダマシン法、またはデュアルダマシン法などにより形成できる。つづいて、トランジスタ207の他の作製方法について、図4に沿って説明する。図2Eの状態までは前述の作製工程と同様であるため、その後の工程について述べる。まず、導電膜204の上に液状のガラスや液状のフォトレジストなどを加え、スピンコート法やインクジェット法などにより膜400を形成する図4A参照。膜400は、作製中のトランジスタの最表面を平坦化する目的で形成する。そのため、本明細書中では、膜400を平坦化膜と呼称する。また、膜400は、さらに光や熱による処理を行って、硬化または固化させてもよい。その後、酸化物半導体層203の最上部の表面が露出する程度までエッチング処理を行い、導電膜204から導電膜204cを形成する図4B参照。さらにエッチング処理を進め、導電膜204cのみを薄くすることにより、導電層204dを形成する図4C参照。これにより、導電層204dの表面と、酸化物半導体層203の表面の一部とで段差部を形成する。当該エッチング処理は二段階に行ったが、一度に行ってもよい。ここで、導電層204dと酸化物半導体層203とで形成される段差は、5nm以上20nm以下とすることが望ましい。当該段差によって酸化物半導体層203における電流のパスが延長され、また、酸化物半導体層203と導電層204eの接触面積が小さくなることで電流のパスの抵抗値が増すことになる。これにより、トランジスタ207における電界の集中を緩和して、短チャネル効果を抑制することが可能となるのである。つづいて、前述と同様の工程を経ることにより、絶縁膜205図4D参照と導電層206図4E参照を形成し、トランジスタ207を得る。上述のように、開示する発明の一態様では、マスクを形成した後のスリミング処理によって、マスクパターンの一層の微細化を行っている。これにより、用いる基板の種類にかかわらず、トランジスタの十分な微細化を達成することが可能である。つまり、酸化物半導体のメリットを十分に生かした半導体装置を提供することができる。また、二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下という極めて平坦な領域にトランジスタ207を形成することで、トランジスタ207が微細化されても、短チャネル効果などの不具合を防止し、良好な特性を有するトランジスタ207を得ることが可能である。また、被形成表面の平坦性を高めることで、酸化物半導体層203の膜厚分布を均一化して、トランジスタ207の特性を向上させることができる。また、極端に大きな高低差に起因して生じうる被覆性の低下を抑制し、酸化物半導体層203の断線や接続不良を防止することができる。このように、開示する発明の一態様によって、不良を抑制しつつ、または、良好な特性を維持しつつ、微細化を達成した半導体装置を提供することができる。以上、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。実施の形態2本実施の形態では、開示する発明の別の一態様に係る半導体装置の構成およびその作製方法について、図5乃至図7を参照して説明する。半導体装置の構成例図5は、半導体装置の構成の一例である。図5Aには、半導体装置の断面を、図5Bには、半導体装置の平面を、図5Cには半導体装置の回路構成を、それぞれ示す。なお、当該半導体装置の動作の詳細については後の実施の形態において詳述するから、本実施の形態では主として半導体装置の構成について述べるものとする。なお、図5に示す半導体装置は、所定の機能を有する半導体装置の一例であって、開示する発明の半導体装置をもれなく表現したものではない。開示する発明に係る半導体装置は、電極の接続関係等を適宜変更して、その他の機能を有することが可能である。図5Aは、図5BのA1-A2およびB1-B2における断面に相当する。図5Aおよび図5Bに示される半導体装置は、先の実施の形態で説明したトランジスタと同様のトランジスタ162に加え、トランジスタ162下部のトランジスタ160、および容量素子164を備えている。ここで、トランジスタ162の半導体材料とトランジスタ160の半導体材料とは異なる材料とすることが望ましい。例えば、トランジスタ162の半導体材料を酸化物半導体とし、トランジスタ160の半導体材料を酸化物半導体以外の半導体材料シリコンなどとすることができる。酸化物半導体を用いたトランジスタは、その特性により長時間の電荷保持を可能とする。一方で、酸化物半導体以外の材料を用いたトランジスタは、高速動作が容易である。図5におけるトランジスタ160は、半導体材料例えば、シリコンなどを含む基体100に設けられたチャネル形成領域116と、チャネル形成領域116を挟むように設けられた不純物領域120と、不純物領域120に接する金属化合物領域124と、チャネル形成領域116上に設けられたゲート絶縁膜108と、ゲート絶縁膜108上に設けられたゲート電極110と、を有する。なお、図において、明示的にはソース電極やドレイン電極を有さない場合があるが、便宜上、このような状態を含めてトランジスタと呼ぶ場合がある。また、この場合、トランジスタの接続関係を説明するために、ソース領域やドレイン領域を含めてソース電極やドレイン電極と表現することがある。つまり、本明細書において、ソース電極の記載には、ソース領域が、ドレイン電極の記載には、ドレイン領域が含まれうる。また、基体100上にはトランジスタ160を囲むように素子分離絶縁膜106が設けられており、トランジスタ160を覆うように絶縁膜130が設けられている。なお、高集積化を実現するためには、図5に示すようにトランジスタ160がサイドウォール絶縁膜を有さない構成とすることが望ましい。一方で、トランジスタ160の特性を重視する場合には、ゲート電極110の側面にサイドウォール絶縁膜を設け、不純物濃度が異なる領域を含む不純物領域120を設けても良い。図5におけるトランジスタ162の構成は、先の実施の形態におけるトランジスタ207の構成と同様である。すなわち、絶縁層143a上に酸化物半導体層144があり、酸化物半導体層144に接して、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電層142cおよび導電層142dが、絶縁層143aを境に分かれて形成されている。さらに、それらの上には、ゲート絶縁膜146とゲート電極148aがある。さらにそれらの上に、絶縁膜150と絶縁膜152があり、トランジスタ162を覆っている。ただし、本実施の形態においては、トランジスタ162の導電層142cと、トランジスタ160のゲート電極110とは接続されている。なお、トランジスタ162に代えて、トランジスタ907を用いることができるのは言うまでもない。図5における容量素子164は、導電層142c、ゲート絶縁膜146、および電極148b、で構成される。すなわち、導電層142cは、容量素子164の一方の電極として機能し、電極148bは、容量素子164の他方の電極として機能することになる。なお、電極148bは、トランジスタ162におけるゲート電極148aと同様の工程で形成される。なお、容量が不要の場合は、容量素子164を設けない構成とすることも可能である。本実施の形態では、トランジスタ162および容量素子164が、トランジスタ160と重畳するように設けられている。このような、レイアウトを採用することにより、高集積化が可能である。例えば、最小加工寸法をFとして、上記半導体装置の占める面積を15F2~25F2とすることが可能である。なお、開示する発明に係る半導体装置の構成は、図5に示されるものに限定されない。開示する発明の一態様の技術的思想は、酸化物半導体をチャネル形成領域に含むトランジスタと、酸化物半導体以外の材料をチャネル形成領域に含むトランジスタと、を用いた積層構造を形成する点にあるから、電極の接続関係等の詳細については、適宜変更することができる。半導体装置の作製方法の例次に、上記半導体装置の作製方法の一例について図6および図7を用いて説明する。なお、トランジスタ162の作製方法は先の実施の形態と同様であるため、ここでは主として、トランジスタ160の作製方法について説明する。まず、半導体材料を含む基体100を用意する図6A参照。半導体材料を含む基体100としては、シリコンや炭化シリコンなどの単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウムなどの化合物半導体基板、SOI基板などを適用することができる。ここでは、半導体材料を含む基体100として、単結晶シリコン基板を用いる場合の一例について示すものとする。なお、一般にSOI基板は、絶縁表面上にシリコン半導体膜が設けられた構成の基板をいうが、本明細書等においては、絶縁表面上にシリコン以外の材料からなる半導体膜が設けられた構成の基板も含む概念として用いる。つまり、SOI基板が有する半導体膜は、シリコン半導体膜に限定されない。また、SOI基板には、ガラス基板などの絶縁基板上に絶縁膜を介して半導体膜が設けられた構成のものが含まれるものとする。半導体材料を含む基体100として、特に、シリコンなどの単結晶半導体基板を用いる場合には、半導体装置の読み出し動作を高速化することができるため好適である。なお、トランジスタのしきい値電圧を制御するために、後にトランジスタ160のチャネル形成領域116となる領域に、不純物元素を添加しても良い。ここでは、トランジスタ160のしきい値電圧が正となるように導電性を付与する不純物元素を添加する。半導体材料がシリコンの場合、該導電性を付与する不純物には、例えば、硼素、アルミニウム、ガリウムなどがある。なお、不純物元素の添加後には、加熱処理を行い、不純物元素の活性化や不純物元素の添加時に生じる欠陥の改善等を図ることが望ましい。次いで、基体100上に、素子分離絶縁膜を形成するためのマスクとなる保護層102を形成する図6A参照。保護層102としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコン、酸化窒化シリコンなどを材料とする絶縁膜を用いることができる。次に、上記の保護層102をマスクとしてエッチングを行い、保護層102に覆われていない領域露出している領域の、基体100の一部を除去する。これにより他の半導体領域と分離された半導体領域104が形成される図6B参照。当該エッチングには、ドライエッチングを用いるのが好適であるが、ウェットエッチングを用いても良い。エッチングガスやエッチング液については被エッチング材料に応じて適宜選択することができる。次に、半導体領域104を覆うように絶縁膜を形成し、半導体領域104に重畳する領域の絶縁膜を選択的に除去することで、素子分離絶縁膜106を形成する図6C参照。当該絶縁膜は、酸化シリコンや窒化シリコン、酸窒化シリコンなどを用いて形成される。絶縁膜の除去方法としては、CMP化学的機械的研磨処理などの研磨処理やエッチング処理などがあるが、そのいずれを用いても良い。なお、半導体領域104の形成後、または、素子分離絶縁膜106の形成後には、上記保護層102を除去する。次に、半導体領域104の表面に絶縁膜を形成し、当該絶縁膜上に導電材料を含む層を形成する。絶縁膜は後のゲート絶縁膜となるものであり、例えば、半導体領域104表面の熱処理熱酸化処理や熱窒化処理などによって形成することができる。熱処理に代えて、高密度プラズマ処理を適用しても良い。高密度プラズマ処理は、例えば、He、Ar、Kr、Xeなどの希ガス、酸素、酸化窒素、アンモニア、窒素、水素などの混合ガスを用いて行うことができる。もちろん、CVD法やスパッタリング法等を用いて絶縁膜を形成しても良い。当該絶縁膜は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化イットリウム、ハフニウムシリケートHfSixOyx>0、y>0、窒素が添加されたハフニウムシリケートHfSixOyx>0、y>0、窒素が添加されたハフニウムアルミネートHfAlxOyx>0、y>0等を含む単層構造または積層構造とすることが望ましい。また、絶縁膜の厚さは、例えば、1nm以上100nm以下、好ましくは10nm以上50nm以下とすることができる。導電材料を含む層は、アルミニウムや銅、チタン、タンタル、タングステン等の金属材料を用いて形成することができる。また、多結晶シリコンなどの半導体材料を用いて、導電材料を含む層を形成しても良い。形成方法も特に限定されず、蒸着法、CVD法、スパッタリング法、スピンコート法などの各種成膜方法を用いることができる。なお、本実施の形態では、導電材料を含む層を、金属材料を用いて形成する場合の一例を示している。その後、絶縁膜および導電材料を含む層を選択的にエッチングして、ゲート絶縁膜108、ゲート電極110を形成する図6C参照。次に、半導体領域104の一部にリンPやヒ素Asなどを添加して、チャネル形成領域116および不純物領域120を形成する図6D参照。なお、ここではn型トランジスタを形成するためにリンやヒ素を添加しているが、p型トランジスタを形成する場合には、硼素BやアルミニウムAlなどの不純物元素を添加すればよい。ここで、添加する不純物の濃度は適宜設定することができるが、半導体素子が高度に微細化される場合には、その濃度を高くすることが望ましい。なお、ゲート電極110の周囲にサイドウォール絶縁膜を形成して、不純物元素が異なる濃度で添加された不純物領域を形成しても良い。次に、ゲート電極110、不純物領域120等を覆うように金属層122を形成する図7A参照。当該金属層122は、真空蒸着法やスパッタリング法、スピンコート法などの各種成膜方法を用いて形成することができる。金属層122は、半導体領域104を構成する半導体材料と反応することによって低抵抗な金属化合物となる金属材料を用いて形成することが望ましい。このような金属材料としては、例えば、チタン、タンタル、タングステン、ニッケル、コバルト、白金等がある。次に、熱処理を施して、上記金属層122と半導体材料とを反応させる。これにより、不純物領域120に接する金属化合物領域124が形成される図7A参照。なお、ゲート電極110として多結晶シリコンなどを用いる場合には、ゲート電極110の金属層122と接触する部分にも、金属化合物領域が形成されることになる。上記熱処理としては、例えば、フラッシュランプの照射による熱処理を用いることができる。もちろん、その他の熱処理方法を用いても良いが、金属化合物の形成に係る化学反応の制御性を向上させるためには、ごく短時間の熱処理を実現できる方法を用いることが望ましい。なお、上記の金属化合物領域は、金属材料と半導体材料との反応により形成されるものであり、十分に導電性が高められた領域である。当該金属化合物領域を形成することで、電気抵抗を十分に低減させ、素子特性を向上させることができる。なお、金属化合物領域124を形成した後には、金属層122は除去する。次に、上述の工程により形成された各構成を覆うように、絶縁膜130を形成する図7B参照。絶縁膜130は、酸化シリコン、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム等の無機絶縁材料を含む材料を用いて形成することができる。特に、絶縁膜130に誘電率の低いlow-k材料を用いることで、各種電極や配線の重なりに起因する容量を十分に低減することが可能になるため好ましい。なお、絶縁膜130には、これらの材料を用いた多孔性の絶縁膜を適用しても良い。多孔性の絶縁膜では、密度の高い絶縁膜と比較して誘電率が低下するため、電極や配線に起因する容量をさらに低減することが可能である。また、絶縁膜130は、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機絶縁材料を用いて形成することも可能である。なお、ここでは、絶縁膜130を単層構造としているが、開示する発明の一態様はこれに限定されない。2層以上の積層構造としても良い。以上により、半導体材料を含む基体100を用いたトランジスタ160が形成される図7B参照。このようなトランジスタ160は、高速動作が可能であるという特徴を有する。このため、当該トランジスタを読み出し用のトランジスタとして用いることで、情報の読み出しを高速に行うことができる。その後、トランジスタ162および容量素子164の形成前の処理として、絶縁膜130にCMP処理を施して、ゲート電極110の上面を露出させる図7C参照。ゲート電極110の上面を露出させる処理としては、CMP処理の他にエッチング処理などを適用することも可能であるが、トランジスタ162の特性を向上させるために、絶縁膜130の表面は可能な限り平坦にしておくことが望ましい。例えば、絶縁膜130は、その表面の二乗平均平方根RMS粗さが1nm以下となるように平坦化する。このようにすることで、絶縁膜130上に形成される半導体装置の特性を向上することができる。なお、上記の各工程の前後には、さらに電極や配線、半導体膜、絶縁膜などを形成する工程を含んでいても良い。例えば、配線の構造として、絶縁膜および導電膜の積層構造でなる多層配線構造を採用して、高度に集積化した半導体装置を実現することも可能である。その後、トランジスタ162および容量素子164を形成することで、半導体装置が完成する。以上、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。実施の形態3本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る半導体装置の応用例について、図8を参照して説明する。ここでは、記憶装置の一例について説明する。なお、回路図においては、酸化物半導体を用いたトランジスタであることを示すために、OSの符号を併せて付す場合がある。図8A-1に示す、記憶装置として用いることができる半導体装置において、第1の配線1stLineとトランジスタ1000のソース電極またはドレイン電極とは、電気的に接続され、第2の配線2ndLineとトランジスタ1000のドレイン電極またはソース電極とは、電気的に接続されている。また、第3の配線3rdLineとトランジスタ1010のソース電極またはドレイン電極とは、電気的に接続され、第4の配線4thLineと、トランジスタ1010のゲート電極とは、電気的に接続されている。そして、トランジスタ1000のゲート電極と、トランジスタ1010のドレイン電極またはソース電極は、容量素子1020の電極の一方と電気的に接続され、第5の配線5thLineと、容量素子1020の電極の他方は電気的に接続されている。ここで、トランジスタ1010には、酸化物半導体を用いたトランジスタが適用される。酸化物半導体を用いたトランジスタとしては、例えば、先の実施の形態で示したトランジスタを用いることができる。酸化物半導体を用いたトランジスタは、オフ電流が極めて小さいという特徴を有している。このため、トランジスタ1010をオフ状態とすることで、トランジスタ1000のゲート電極の電位を極めて長時間にわたって保持することが可能である。さらに、先の実施の形態に示すトランジスタを用いることにより、トランジスタ1010の短チャネル効果を抑制し、且つ微細化を達成することができる。そして、容量素子1020を有することにより、トランジスタ1000のゲート電極に与えられた電荷の保持が容易になり、また、保持された情報の読み出しが容易になる。ここで、容量素子1020としては、例えば、先の実施の形態で示した容量素子を用いることができる。また、トランジスタ1000には、酸化物半導体以外の半導体材料を用いたトランジスタが適用される。酸化物半導体以外の半導体材料としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、炭化シリコン、またはガリウムヒ素等を用いることができ、単結晶半導体を用いるのが好ましい。他に、有機半導体材料などを用いてもよい。このような半導体材料を用いたトランジスタは、高速動作が容易である。ここで、酸化物半導体以外の半導体材料を用いたトランジスタとしては、例えば、先の実施の形態で示したトランジスタを用いることができる。また、図8Bに示すように、容量素子1020を設けない構成とすることも可能である。図8A-1に示す半導体装置では、トランジスタ1000のゲート電極の電位が保持可能という特徴を生かすことで、次のように、情報の書き込み、保持、読み出しが可能である。はじめに、情報の書き込みおよび保持について説明する。まず、第4の配線の電位を、トランジスタ1010がオン状態となる電位にして、トランジスタ1010をオン状態とする。これにより、第3の配線の電位が、トランジスタ1000のゲート電極、および容量素子1020に与えられる。すなわち、トランジスタ1000のゲート電極には、所定の電荷が与えられる書き込み。ここでは、異なる二つの電位を与える電荷以下、低電位を与える電荷を電荷QL、高電位を与える電荷を電荷QHというのいずれかが与えられるものとする。なお、異なる三つまたはそれ以上の電位を与える電荷を適用して、記憶容量を向上させても良い。その後、第4の配線の電位を、トランジスタ1010がオフ状態となる電位にして、トランジスタ1010をオフ状態とすることにより、トランジスタ1000のゲート電極に与えられた電荷が保持される保持。トランジスタ1010のオフ電流は極めて小さいから、トランジスタ1000のゲート電極の電荷は長時間にわたって保持される。次に、情報の読み出しについて説明する。第1の配線に所定の電位定電位を与えた状態で、第5の配線に適切な電位読み出し電位を与えると、トランジスタ1000のゲート電極に保持された電荷量に応じて、第2の配線は異なる電位をとる。一般に、トランジスタ1000をnチャネル型とすると、トランジスタ1000のゲート電極に電荷QHが与えられている場合の見かけのしきい値Vth_Hは、トランジスタ1000のゲート電極に電荷QLが与えられている場合の見かけのしきい値Vth_Lより低くなるためである。ここで、見かけのしきい値電圧とは、トランジスタ1000をオン状態とするために必要な第5の配線の電位をいうものとする。したがって、第5の配線の電位を、見かけのしきい値Vth_HとVth_Lの中間の電位V0とすることにより、トランジスタ1000のゲート電極に与えられた電荷を判別できる。例えば、書き込みにおいて、電荷QHが与えられていた場合には、第5の配線の電位がV0>Vth_Hとなれば、トランジスタ1000はオン状態となる。電荷QLが与えられていた場合には、第5の配線の電位がV0<Vth_Lとなっても、トランジスタ1000はオフ状態のままである。このため、第2の配線の電位を見ることで、保持されている情報を読み出すことができる。なお、メモリセルをアレイ状に配置して用いる場合には、所望のメモリセルの情報のみを読み出せることが必要になる。このように、所定のメモリセルの情報を読み出し、それ以外のメモリセルの情報を読み出さない場合には、読み出しの対象ではないメモリセルの第5の配線に対して、ゲート電極の状態にかかわらずトランジスタ1000がオフ状態となるような電位、つまり、見かけのしきい値Vth_Hより小さい電位を与えればよい。または、ゲート電極の状態にかかわらずトランジスタ1000がオン状態となるような電位、つまり、見かけのしきい値Vth_Lより大きい電位を第5の配線に与えればよい。次に、情報の書き換えについて説明する。情報の書き換えは、上記情報の書き込みおよび保持と同様に行われる。つまり、第4の配線の電位を、トランジスタ1010がオン状態となる電位にして、トランジスタ1010をオン状態とする。これにより、第3の配線の電位新たな情報に係る電位が、トランジスタ1000のゲート電極および容量素子1020に与えられる。その後、第4の配線の電位を、トランジスタ1010がオフ状態となる電位にして、トランジスタ1010をオフ状態とすることにより、トランジスタ1000のゲート電極は、新たな情報に係る電荷が与えられた状態となる。このように、開示する発明に係る半導体装置は、再度の情報の書き込みによって直接的に情報を書き換えることが可能である。このためフラッシュメモリなどにおいて必要とされる高電圧を用いてのフローティングゲートからの電荷の引き抜きが不要であり、消去動作に起因する動作速度の低下を抑制することができる。つまり、半導体装置の高速動作が実現される。なお、トランジスタ1010のドレイン電極またはソース電極は、トランジスタ1000のゲート電極と電気的に接続されることにより、不揮発性メモリ素子として用いられるフローティングゲート型トランジスタのフローティングゲートと同等の作用を奏する。このため、図中、トランジスタ1010のドレイン電極またはソース電極とトランジスタ1000のゲート電極が電気的に接続される部位をフローティングゲート部FGと呼ぶ場合がある。トランジスタ1010がオフの場合、当該フローティングゲート部FGは絶縁体中に埋設されたと見ることができ、フローティングゲート部FGには電荷が保持される。酸化物半導体を用いたトランジスタ1010のオフ電流は、シリコン半導体などで形成されるトランジスタの10万分の1以下であるため、トランジスタ1010のリークによる、フローティングゲート部FGに蓄積される電荷の消失を無視することが可能である。つまり、酸化物半導体を用いたトランジスタ1010により、電力の供給が無くても情報の保持が可能な不揮発性の記憶装置を実現することが可能である。例えば、トランジスタ1010の室温でのオフ電流が10zA1zAゼプトアンペアは1×10-21A以下であり、容量素子1020の容量値が10fF程度である場合には、少なくとも104秒以上のデータ保持が可能である。なお、当該保持時間が、トランジスタ特性や容量値によって変動することはいうまでもない。また、この場合、従来のフローティングゲート型トランジスタにおいて指摘されているゲート絶縁膜トンネル絶縁膜の劣化という問題が存在しない。つまり、従来問題とされていた、電子をフローティングゲートに注入する際のゲート絶縁膜の劣化という問題を解消することができる。これは、原理的な書き込み回数の制限が存在しないことを意味するものである。また、従来のフローティングゲート型トランジスタにおいて書き込みや消去の際に必要であった高電圧も不要である。図8A-1に示す半導体装置は、当該半導体装置を構成するトランジスタなどの要素が抵抗および容量を含むものとして、図8A-2のように考えることが可能である。つまり、図8A-2では、トランジスタ1000および容量素子1020が、それぞれ、抵抗および容量を含んで構成されると考えていることになる。R1およびC1は、それぞれ、容量素子1020の抵抗値および容量値であり、抵抗値R1は、容量素子1020を構成する絶縁膜による抵抗値に相当する。また、R2およびC2は、それぞれ、トランジスタ1000の抵抗値および容量値であり、抵抗値R2はトランジスタ1000がオン状態の時のゲート絶縁膜による抵抗値に相当し、容量値C2はいわゆるゲート容量ゲート電極と、ソース電極またはドレイン電極との間に形成される容量、及び、ゲート電極とチャネル形成領域との間に形成される容量の容量値に相当する。トランジスタ1010がオフ状態にある場合のソース電極とドレイン電極の間の抵抗値実効抵抗とも呼ぶをROSとすると、トランジスタ1010のゲートリークが十分に小さい条件において、抵抗値R1および抵抗値R2が、共にROS以上である場合には、電荷の保持期間情報の保持期間ということもできるは、主としてトランジスタ1010のオフ電流によって決定されることになる。逆に、当該条件を満たさない場合には、トランジスタ1010のオフ電流が十分に小さくても、保持期間を十分に確保することが困難になる。トランジスタ1010のオフ電流以外のリーク電流例えば、ソース電極とゲート電極の間において生じるリーク電流等が大きいためである。このことから、本実施の形態において開示する半導体装置は、上述の関係を満たすことが望ましいといえる。一方で、容量値C1は容量値C2以上であることが望ましい。容量値C1を大きくすることで、第5の配線によってフローティングゲート部FGの電位を制御する際に、第5の配線の電位を効率よくフローティングゲート部FGに与えることができるようになり、第5の配線に与える電位間例えば、読み出しの電位と、非読み出しの電位の電位差を低く抑えることができるためである。上述の関係を満たすことで、より好適な半導体装置を実現することが可能である。なお、抵抗値R1および抵抗値R2は、トランジスタ1000のゲート絶縁膜や容量素子1020の絶縁膜によって制御される。容量値C1および容量値C2についても同様である。よって、ゲート絶縁膜の材料や厚さなどを適宜設定し、上述の関係を満たすことが望ましい。本実施の形態で示す半導体装置においては、フローティングゲート部FGが、フラッシュメモリ等のフローティングゲート型のトランジスタのフローティングゲートと同等の作用をするが、本実施の形態のフローティングゲート部FGは、フラッシュメモリ等のフローティングゲートと本質的に異なる特徴を有する。フラッシュメモリでは、コントロールゲートに印加される電圧が高いため、その電位の影響が、隣接するセルのフローティングゲートにおよぶことを防ぐために、セルとセルとの間隔をある程度保つ必要が生じる。このことは、半導体装置の高集積化を阻害する要因の一つである。そして、当該要因は、高電界をかけてトンネル電流を発生させるというフラッシュメモリの根本的な原理に起因するものである。また、フラッシュメモリの上記原理によって、絶縁膜の劣化が進行し、書き換え回数の限界104~105回程度という別の問題も生じる。開示する発明に係る半導体装置は、酸化物半導体を用いたトランジスタのスイッチングによって動作し、上述のようなトンネル電流による電荷注入の原理を用いない。すなわち、フラッシュメモリのような、電荷を注入するための高電界が不要である。これにより、隣接セルに対する、コントロールゲートによる高電界の影響を考慮する必要がないため、高集積化が容易になる。また、トンネル電流による電荷の注入の原理を用いないため、メモリセルの劣化の原因が存在しないといえる。つまり、フラッシュメモリと比較して高い耐久性および信頼性を有することになる。また、高電界が不要であり、大型の周辺回路昇圧回路などが不要である点も、フラッシュメモリに対するアドバンテージである。なお、容量値C1を有する絶縁膜面積をS1とするの比誘電率εr1と、容量値C2を有する絶縁膜面積をS2とするの比誘電率εr2とを異ならせる場合には、面積S2の2倍が面積S1以上望ましくは、面積S2が面積S1以上であり、かつ、C1はC2以上を実現することが容易である。具体的には、例えば、容量値C1を有する絶縁膜においては、酸化ハフニウムなどのhigh-k材料でなる膜、または酸化ハフニウムなどのhigh-k材料でなる膜と酸化物半導体でなる膜との積層構造を採用してεr1を10以上、好ましくは15以上とし、容量値C2を有する絶縁膜においては、酸化シリコンを採用して、εr2=3~4とすることができる。このような構成を併せて用いることで、開示する発明に係る半導体装置の、より一層の高集積化が可能である。なお、上記説明は、電子をキャリアとするn型トランジスタnチャネル型トランジスタを用いる場合についてのものであるが、n型トランジスタに代えて、正孔をキャリアとするp型トランジスタを用いることができるのはいうまでもない。以上示したように、開示する発明の一態様に係る半導体装置は、オフ状態でのソースとドレイン間のリーク電流オフ電流が少ない書き込み用トランジスタ、該書き込み用トランジスタと異なる半導体材料を用いた読み出し用トランジスタ及び容量素子を含む不揮発性のメモリセルを有している。通常のシリコン半導体では、リーク電流オフ電流を、使用時の温度例えば、25°Cにおいて100zA1×10-19A程度以下に低減することは困難であるが、酸化物半導体を適切な条件で加工して得られたトランジスタにおいては達成しうる。このため、書き込み用トランジスタとして、酸化物半導体を含むトランジスタを用いることが好ましい。さらに酸化物半導体を用いたトランジスタはサブスレッショルドスイング値S値が小さいため、比較的移動度が低くてもスイッチング速度を十分大きくすることが可能である。よって、該トランジスタを書き込み用トランジスタとして用いることで、フローティングゲート部FGに与えられる書き込みパルスの立ち上がりを極めて急峻にすることができる。また、オフ電流が小さいため、フローティングゲート部FGに保持させる電荷量を少なくすることが可能である。つまり、酸化物半導体を用いたトランジスタを書き込み用トランジスタとして用いることで、情報の書き換えを高速に行うことができる。読み出し用トランジスタとしては、オフ電流についての制限はないが、読み出しの速度を高くするために、高速で動作するトランジスタを用いるのが望ましい。例えば、読み出し用トランジスタとしてスイッチング速度が1ナノ秒以下のトランジスタを用いるのが好ましい。このように、酸化物半導体を用いたトランジスタを書き込み用トランジスタとして用い、酸化物半導体以外の半導体材料を用いたトランジスタを読み出し用トランジスタとして用いることにより、長時間に渡っての情報の保持が可能で、且つ情報の読み出しを高速で行うことが可能な、記憶装置として用いることができる半導体装置を実現することができる。さらに、書き込み用のトランジスタとして、先の実施の形態に示すトランジスタを用いることにより、書き込み用のトランジスタの短チャネル効果を抑制し、且つ微細化を達成することができる。これにより、記憶装置として用いることができる半導体装置の高集積化を図ることができる。以上、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。実施の形態4本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る半導体装置の応用例について、図9および図10を用いて説明する。ここでは、記憶装置の一例について説明する。なお、回路図においては、酸化物半導体を用いたトランジスタであることを示すために、OSの符号を併せて付す場合がある。図9Aおよび図9Bは、図8A-1に示す半導体装置以下、メモリセル1050とも記載する。を複数用いて形成される、記憶装置として用いることができる半導体装置の回路図である。図9Aは、メモリセル1050が直列に接続された、いわゆるNAND型の半導体装置の回路図であり、図9Bは、メモリセル1050が並列に接続された、いわゆるNOR型の半導体装置の回路図である。図9Aに示す半導体装置は、ソース線SL、ビット線BL、第1信号線S1、複数本の第2信号線S2、複数本のワード線WL、複数のメモリセル1050を有する。図9Aでは、ソース線SLおよびビット線BLを1本ずつ有する構成となっているが、これに限られることなく、ソース線SLおよびビット線BLを複数本有する構成としてもよい。各メモリセル1050において、トランジスタ1000のゲート電極と、トランジスタ1010のドレイン電極またはソース電極と、容量素子1020の電極の一方とは、電気的に接続されている。また、第1信号線S1とトランジスタ1010のソース電極またはドレイン電極とは、電気的に接続され、第2信号線S2と、トランジスタ1010のゲート電極とは、電気的に接続されている。そして、ワード線WLと、容量素子1020の電極の他方は電気的に接続されている。また、メモリセル1050が有するトランジスタ1000のソース電極は、隣接するメモリセル1050のトランジスタ1000のドレイン電極と電気的に接続され、メモリセル1050が有するトランジスタ1000のドレイン電極は、隣接するメモリセル1050のトランジスタ1000のソース電極と電気的に接続される。ただし、直列に接続された複数のメモリセルのうち、一方の端に設けられたメモリセル1050が有するトランジスタ1000のドレイン電極は、ビット線と電気的に接続される。また、直列に接続された複数のメモリセルのうち、他方の端に設けられたメモリセル1050が有するトランジスタ1000のソース電極は、ソース線と電気的に接続される。図9Aに示す半導体装置では、行ごとの書き込み動作および読み出し動作を行う。書き込み動作は次のように行われる。書き込みを行う行の第2の信号線S2にトランジスタ1010がオン状態となる電位を与え、書き込みを行う行のトランジスタ1010をオン状態にする。これにより、指定した行のトランジスタ1000のゲート電極に第1の信号線S1の電位が与えられ、該ゲート電極に所定の電荷が与えられる。このようにして、指定した行のメモリセルにデータを書き込むことができる。また、読み出し動作は次のように行われる。まず、読み出しを行う行以外のワード線WLに、トランジスタ1000のゲート電極に与えられた電荷によらず、トランジスタ1000がオン状態となるような電位を与え、読み出しを行う行以外のトランジスタ1000をオン状態とする。それから、読み出しを行う行のワード線WLに、トランジスタ1000のゲート電極が有する電荷によって、トランジスタ1000のオン状態またはオフ状態が選択されるような電位読み出し電位を与える。そして、ソース線SLに定電位を与え、ビット線BLに接続されている読み出し回路図示しないを動作状態とする。ここで、ソース線SL-ビット線BL間の複数のトランジスタ1000は、読み出しを行う行を除いてオン状態となっているため、ソース線SL-ビット線BL間のコンダクタンスは、読み出しを行う行のトランジスタ1000の状態オン状態またはオフ状態によって決定される。読み出しを行う行のトランジスタ1000のゲート電極が有する電荷によって、トランジスタのコンダクタンスは異なるから、それに応じて、ビット線BLの電位は異なる値をとることになる。ビット線BLの電位を読み出し回路によって読み出すことで、指定した行のメモリセルから情報を読み出すことができる。図9Bに示す半導体装置は、ソース線SL、ビット線BL、第1信号線S1、第2信号線S2、およびワード線WLをそれぞれ複数本有し、複数のメモリセル1050を有する。各トランジスタ1000のゲート電極と、トランジスタ1010のドレイン電極またはソース電極と、容量素子1020の電極の一方とは、電気的に接続されている。また、ソース線SLとトランジスタ1000のソース電極とは、電気的に接続され、ビット線BLとトランジスタ1000のドレイン電極とは、電気的に接続されている。また、第1信号線S1とトランジスタ1010のソース電極またはドレイン電極とは、電気的に接続され、第2信号線S2と、トランジスタ1010のゲート電極とは、電気的に接続されている。そして、ワード線WLと、容量素子1020の電極の他方は電気的に接続されている。図9Bに示す半導体装置では、行ごとの書き込み動作および読み出し動作を行う。書き込み動作は、上述の図9Aに示す半導体装置と同様の方法で行われる。読み出し動作は次のように行われる。まず、読み出しを行う行以外のワード線WLに、トランジスタ1000のゲート電極に与えられた電荷によらずトランジスタ1000がオフ状態となるような電位を与え、読み出しを行う行以外のトランジスタ1000をオフ状態とする。それから、読み出しを行う行のワード線WLに、トランジスタ1000のゲート電極が有する電荷によってトランジスタ1000のオン状態またはオフ状態が選択されるような電位読み出し電位を与える。そして、ソース線SLに定電位を与え、ビット線BLに接続されている読み出し回路図示しないを動作状態とする。ここで、ソース線SL-ビット線BL間のコンダクタンスは、読み出しを行う行のトランジスタ1000の状態オン状態またはオフ状態によって決定される。つまり、読み出しを行う行のトランジスタ1000のゲート電極が有する電荷によって、ビット線BLの電位は異なる値をとることになる。ビット線BLの電位を読み出し回路によって読み出すことで、指定した行のメモリセルから情報を読み出すことができる。なお、上記においては、各メモリセル1050に保持させる情報量を1ビットとしたが、本実施の形態に示す半導体装置の構成はこれに限られない。トランジスタ1000のゲート電極に与える電位を3種類以上用意して、各メモリセル1050が保持する情報量を増加させても良い。例えば、トランジスタ1000のゲート電極にあたえる電位を4種類とする場合には、各メモリセルに2ビットの情報を保持させることができる。次に、図9に示す半導体装置などに用いることができる読み出し回路の一例について図10を用いて説明する。図10Aには、読み出し回路の概略を示す。当該読み出し回路は、トランジスタとセンスアンプ回路を有する。読み出し時には、端子Aは読み出しを行うメモリセルが接続されたビット線に接続される。また、トランジスタのゲート電極にはバイアス電位Vbiasが印加され、端子Aの電位が制御される。メモリセル1050は、格納されるデータに応じて、異なる抵抗値を示す。具体的には、選択したメモリセル1050のトランジスタ1000がオン状態の場合には低抵抗状態となり、選択したメモリセル1050のトランジスタ1000がオフ状態の場合には高抵抗状態となる。メモリセルが高抵抗状態の場合、端子Aの電位が参照電位Vrefより高くなり、センスアンプは端子Aの電位に対応する電位を出力する。一方、メモリセルが低抵抗状態の場合、端子Aの電位が参照電位Vrefより低くなり、センスアンプ回路は端子Aの電位に対応する電位を出力する。このように、読み出し回路を用いることで、メモリセルからデータを読み出すことができる。なお、本実施の形態の読み出し回路は一例である。他の回路を用いても良い。また、読み出し回路は、プリチャージ回路を有しても良い。参照電位Vrefの代わりに参照用のビット線が接続される構成としても良い。図10Bに、センスアンプ回路の一例である差動型センスアンプを示す。差動型センスアンプは、入力端子VinとVin-と出力端子Voutを有し、入力端子VinとVin-の電位差を増幅する。Vin>Vin-であればVoutは、概ねHigh出力、Vin<Vin-であればVoutは、概ねLow出力となる。当該差動型センスアンプを読み出し回路に用いる場合、入力端子VinとVin-の一方は端子Aと接続し、入力端子VinとVin-の他方には参照電位Vrefを与える。図10Cに、センスアンプ回路の一例であるラッチ型センスアンプを示す。ラッチ型センスアンプは、入出力端子V1およびV2と、制御用信号Sp、Snの入力端子を有する。まず、制御用信号SpをHigh、制御用信号SnをLowとして、電源電位Vddを遮断する。そして、比較を行う電位V1inとV2inを入出力端子V1とV2に与える。その後、制御用信号SpをLow、制御用信号SnをHighとして、電源電位Vddを供給すると、比較を行う電位V1inとV2inがV1in>V2inの関係にあれば、入出力端子V1の出力はHigh、入出力端子V2の出力はLowとなり、V1in<V2inの関係にあれば、入出力端子V1の出力はLow、入出力端子V2の出力はHighとなる。このような関係を利用して、電位V1inとV2inの電位差を増幅することができる。当該ラッチ型センスアンプを読み出し回路に用いる場合、入出力端子V1とV2の一方は、スイッチを介して端子Aおよび出力端子と接続し、入出力端子V1とV2の他方には参照電位Vrefを与える。以上に示す、記憶装置として用いることができる半導体装置は、先の実施の形態に示すトランジスタをメモリセルの書き込み用のトランジスタに用いることにより、該書き込み用のトランジスタの短チャネル効果を抑制し、且つ微細化を達成することができる。これにより、記憶装置として用いることができる半導体装置の高集積化を図ることができる。本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。実施の形態5本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る半導体装置の応用例について、図11を参照して説明する。ここでは、中央演算処理装置CPUについて説明する。CPUのブロック図の一例を図11に示す。図11に示されるCPU1101は、タイミングコントロール回路1102、命令解析デコーダー1103、レジスタアレイ1104、アドレスロジックバッファ回路1105、データバスインターフェイス1106、ALUArithmeticlogicunit1107、命令レジスタ1108などより構成されている。これらの回路は、先の実施の形態に示したトランジスタ、インバータ回路、抵抗、容量などを用いて作製する。先の実施の形態に示すトランジスタは、極めてオフ電流を小さくすることができるので、CPU1101の低消費電力化を実現できる。さらに、先の実施の形態に示すトランジスタを用いることにより、トランジスタの短チャネル効果を抑制し、且つ微細化を達成することができる。以下に、外部からVcc,GND,SystemClock等が入力されるCPU1101が有する、それぞれの回路について簡単に説明する。タイミングコントロール回路1102は外部からの命令InterruptRequest,NonMaskableInterrupt,Wait,BusRequest,Reset等を受け取り、それを内部用の情報に変換し、他のブロックに送り出す。また、内部の動作に応じて、メモリデータの読み込み、書き込みなどの指示HaltState,MemoryRequest,I/ORequest,Read,Write,BusAcknowledge,MachineCycle1,Refresh等を外部に与える。命令解析デコーダー1103は外部の命令を内部用の命令に変換する機能を有する。レジスタアレイ1104はデータを一時的に保管する機能を有する。アドレスロジックバッファ回路1105はSystemAddressBusと電気的に接続し外部メモリのアドレスを指定する機能を有する。データバスインターフェイス1106はSystemDataBusと電気的に接続し、外部のメモリまたはプリンタなどの機器にデータを出し入れする機能を有する。ALU1107は演算を行う機能を有する。命令レジスタ1108は命令を一時的に記憶しておく機能を有する。このような回路の組み合わせによってCPUは構成されている。CPU1101の少なくとも一部に、先の実施の形態に示したトランジスタを用いることにより、トランジスタの短チャネル効果を抑制し、且つ微細化を達成することができるので、CPU1101の高集積化を図ることができる。以上、本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。実施の形態6本実施の形態では、開示する発明の一態様に係る半導体装置の応用例について、図12を参照して説明する。ここでは、対象物の情報を読み取るイメージセンサ機能を有する半導体装置の一例について説明する。なお、回路図においては、酸化物半導体を用いたトランジスタであることを示すために、OSの符号を併せて付す場合がある。図12Aに、イメージセンサ機能を有する半導体装置の一例を示す。図12Aはフォトセンサの等価回路であり、図12Bはフォトセンサの一部を示す断面図である。フォトダイオード1202は、一方の電極がフォトダイオードリセット信号線1212に、他方の電極がトランジスタ1204のゲートに電気的に接続されている。トランジスタ1204は、ソース電極およびドレイン電極の一方がフォトセンサ基準信号線1218に、ソース電極およびドレイン電極の他方がトランジスタ1206のソース電極およびドレイン電極の一方に電気的に接続されている。トランジスタ1206は、ゲート電極がゲート信号線1214に、ソース電極およびドレイン電極の他方がフォトセンサ出力信号線1216に電気的に接続されている。ここで、図12Aに示す、トランジスタ1204、トランジスタ1206は酸化物半導体を用いたトランジスタが適用される。ここで、酸化物半導体を用いたトランジスタとして、先の実施の形態で示したトランジスタを用いることができる。先の実施の形態に示したトランジスタは、オフ状態でのリーク電流を極めて小さくすることができるので、フォトセンサの光検出精度を向上させることができる。さらに、先の実施の形態に示すトランジスタを用いることにより、トランジスタの短チャネル効果を抑制し、且つ微細化を達成することができるので、フォトダイオードの面積を増大させ、フォトセンサの光検出精度を向上させることができる。図12Bは、フォトセンサにおけるフォトダイオード1202及びトランジスタ1204を示す断面図であり、絶縁表面を有する基板1222TFT基板上に、センサとして機能するフォトダイオード1202及びトランジスタ1204が設けられている。フォトダイオード1202、トランジスタ1204の上には接着層1228を用いて基板1224が設けられている。また、トランジスタ1204上には、絶縁膜1234、層間絶縁膜1236、層間絶縁膜1238が設けられている。また、トランジスタ1204のゲート電極と電気的に接続されるように、該ゲート電極と同じ層にゲート電極層1240が設けられている。ゲート電極層1240は、絶縁膜1234及び層間絶縁膜1236に設けられた開口を介して、層間絶縁膜1236上に設けられた電極層1242と電気的に接続されている。フォトダイオード1202は、電極層1242上に形成されているので、フォトダイオード1202とトランジスタ1204とは、ゲート電極層1240および電極層1242を介して電気的に接続されている。フォトダイオード1202は、電極層1242側から順に、第1半導体層1226a、第2半導体層1226b及び第3半導体層1226cを積層した構造を有している。つまり、フォトダイオード1202は、第1半導体層1226aで電極層1242と電気的に接続されている。また、第3半導体層1226cにおいて、層間絶縁膜1238上に設けられた電極層1244と電気的に接続されている。ここでは、第1半導体層1226aとしてn型の導電型を有する半導体層と、第2半導体層1226bとして高抵抗な半導体層I型半導体層、第3半導体層1226cとしてp型の導電型を有する半導体層を積層するpin型のフォトダイオードを例示している。第1半導体層1226aは、n型半導体層であり、n型を付与する不純物元素を含むアモルファスシリコン膜により形成する。第1半導体層1226aの形成には、15族の不純物元素例えばリンPを含む半導体材料ガスを用いて、プラズマCVD法により形成する。半導体材料ガスとしてはシランSiH4を用いればよい。または、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等を用いてもよい。また、不純物元素を含まないアモルファスシリコン膜を形成した後に、拡散法やイオン注入法を用いて該アモルファスシリコン膜に不純物元素を導入してもよい。イオン注入法等により不純物元素を導入した後に加熱等を行うことで、不純物元素を拡散させるとよい。この場合にアモルファスシリコン膜を形成する方法としては、LPCVD法、気相成長法、又はスパッタリング法等を用いればよい。第1半導体層1226aの厚さは20nm以上200nm以下となるよう形成することが好ましい。第2半導体層1226bは、I型半導体層真性半導体層であり、アモルファスシリコン膜により形成する。第2半導体層1226bの形成には、半導体材料ガスを用いて、アモルファスシリコン膜をプラズマCVD法により形成する。半導体材料ガスとしては、シランSiH4を用いればよい。または、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等を用いてもよい。第2半導体層1226bの形成は、LPCVD法、気相成長法、スパッタリング法等により行っても良い。第2半導体層1226bは膜厚が200nm以上1000nm以下となるように形成することが好ましい。第3半導体層1226cはp型半導体層であり、p型を付与する不純物元素を含むアモルファスシリコン膜により形成することができる。第3半導体層1226cの形成には13族の不純物元素例えばボロンBを含む半導体材料ガスを用いて、プラズマCVD法により形成する。半導体材料ガスとしてはシランSiH4を用いればよい。または、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等を用いてもよい。また、不純物元素を含まないアモルファスシリコン膜を形成した後に、拡散法やイオン注入法を用いて該アモルファスシリコン膜に不純物元素を導入してもよい。イオン注入法等により不純物元素を導入した後に加熱等を行うことで、不純物元素を拡散させるとよい。この場合にアモルファスシリコン膜を形成する方法としては、LPCVD法、気相成長法、又はスパッタリング法等を用いればよい。第3半導体層1226cは膜厚が10nm以上50nm以下となるよう形成することが好ましい。また、第1半導体層1226a、第2半導体層1226b、及び第3半導体層1226cは、アモルファス半導体ではなく、多結晶半導体を用いて形成してもよいし、微結晶セミアモルファスSemiAmorphousSemiconductor:SAS半導体を用いて形成してもよい。微結晶半導体は、ギブスの自由エネルギーを考慮すれば非晶質と単結晶の中間的な準安定状態に属するものである。すなわち、自由エネルギー的に安定な第3の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す520cm-1よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す520cm-1とアモルファスシリコンを示す480cm-1の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手ダングリングボンドを終端するため水素またはハロゲンを少なくとも1原子またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し良好な微結晶半導体膜が得られる。この微結晶半導体膜は、周波数が数十MHz~数百MHzの高周波プラズマCVD法、または周波数が1GHz以上のマイクロ波プラズマCVD装置により形成することができる。代表的には、SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4などの水素化珪素を水素で希釈して形成することができる。また、水素化珪素及び水素に加え、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して微結晶半導体膜を形成することができる。これらのときの水素化珪素に対して水素の流量比を5倍以上200倍以下、好ましくは50倍以上150倍以下、更に好ましくは100倍とする。さらには、シリコンを含む気体中に、CH4、C2H6等の炭化物気体、GeH4、GeF4等のゲルマニウム化気体、F2等を混入させてもよい。また、光電効果で発生した正孔の移動度は電子の移動度に比べて小さいため、pin型のフォトダイオードはp型の半導体膜側を受光面とする方がよい特性を示す。ここでは、基板1224側の面からフォトダイオード1202が入射光1230を受け、電気信号に変換する例を示す。また、受光面とした半導体膜側とは逆の導電型を有する半導体膜側からの光は外乱光となるため、電極層1242は遮光性を有する導電膜を用いるとよい。また、n型の半導体膜側を受光面として用いることもできる。また、入射光1230を基板1224側の面から入射させることにより、トランジスタ1204の酸化物半導体層は、該トランジスタ1204のゲート電極によって、入射光1230を遮光することができる。絶縁膜1234、層間絶縁膜1236、層間絶縁膜1238としては、絶縁性材料を用いて、その材料に応じて、スパッタリング法、SOG法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法インクジェット法、スクリーン印刷、オフセット印刷等等の成膜方法や、ドクターナイフ、ロールコーター、カーテンコーター、ナイフコーター等の器具を用いて形成することができる。絶縁膜1234としては、無機絶縁材料としては、酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、窒化シリコン層、窒化酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化窒化アルミニウム層、窒化アルミニウム層、又は窒化酸化アルミニウム層などの酸化物絶縁膜又は窒化物絶縁膜の、単層又は積層を用いることができる。またμ波2.45GHzを用いた高密度プラズマCVDは、緻密で絶縁耐圧の高い高品質な絶縁膜を形成できるので好ましい。層間絶縁膜1236、層間絶縁膜1238としては、表面凹凸を低減するため平坦化絶縁膜として機能する絶縁膜が好ましい。層間絶縁膜1236、層間絶縁膜1238としては、例えばポリイミド、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の、耐熱性を有する有機絶縁材料を用いることができる。また上記有機絶縁材料の他に、低誘電率材料low-k材料、シロキサン系樹脂、PSGリンガラス、BPSGリンボロンガラス等の単層、又は積層を用いることができる。フォトダイオード1202は、入射光1230を検出することによって、被検出物の情報を読み取ることができる。なお、被検出物の情報を読み取る際にバックライトなどの光源を用いることができる。以上に示すフォトセンサにおいて、酸化物半導体を用いたトランジスタとして、先の実施の形態で示したトランジスタを用いることができる。先の実施の形態に示したトランジスタは、オフ状態でのリーク電流を極めて小さくすることができるので、フォトセンサの光検出精度を向上させることができる。さらに、先の実施の形態に示すトランジスタを用いることにより、トランジスタの短チャネル効果を抑制し、且つ微細化を達成することができるので、フォトダイオードの面積を増大させ、フォトセンサの光検出精度を向上させることができる。本実施の形態に示す構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。実施の形態7本実施の形態では、上述の実施の形態で説明した半導体装置を電子機器に適用する場合について、図13を用いて説明する。本実施の形態では、コンピュータ、携帯電話機携帯電話、携帯電話装置ともいう、携帯情報端末携帯型ゲーム機、音響再生装置なども含む、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、電子ペーパー、テレビジョン装置テレビ、またはテレビジョン受信機ともいうなどの電子機器に、上述の半導体装置を適用する場合について説明する。図13Aは、ノート型のパーソナルコンピュータであり、筐体701、筐体702、表示部703、キーボード704などによって構成されている。筐体701と筐体702の少なくとも一には、先の実施の形態に示す半導体装置が設けられている。そのため、例えば、高速、かつ低消費電力なノート型のパーソナルコンピュータが実現される。図13Bは、携帯情報端末PDAであり、本体711には、表示部713と、外部インターフェイス715と、操作ボタン714等が設けられている。また、携帯情報端末を操作するスタイラス712などを備えている。本体711内には、先の実施の形態に示す半導体装置が設けられている。そのため、例えば、高速、かつ低消費電力な携帯情報端末が実現される。図13Cは、電子ペーパーを実装した電子書籍720であり、筐体721と筐体723の2つの筐体で構成されている。筐体721および筐体723には、それぞれ表示部725および表示部727が設けられている。筐体721と筐体723は、軸部737により接続されており、該軸部737を軸として開閉動作を行うことができる。また、筐体721は、電源731、操作キー733、スピーカー735などを備えている。筐体721、筐体723の少なくとも一には、先の実施の形態に示す半導体装置が設けられている。そのため、例えば、高速、かつ低消費電力な電子書籍が実現される。図13Dは、携帯電話機であり、筐体740と筐体741の2つの筐体で構成されている。さらに、筐体740と筐体741は、スライドし、図13Dのように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。また、筐体741は、表示パネル742、スピーカー743、マイクロフォン744、操作キー745、ポインティングデバイス746、カメラ用レンズ747、外部接続端子748などを備えている。また、筐体740は、携帯電話機の充電を行う太陽電池セル749、外部メモリスロット750などを備えている。また、アンテナは、筐体741に内蔵されている。筐体740と筐体741の少なくとも一には、先の実施の形態に示す半導体装置が設けられている。そのため、例えば、高速、かつ低消費電力な携帯電話機が実現される。図13Eは、デジタルカメラであり、本体761、表示部767、接眼部763、操作スイッチ764、表示部765、バッテリー766などによって構成されている。本体761内には、先の実施の形態に示す半導体装置が設けられている。そのため、例えば、高速、かつ低消費電力なデジタルカメラが実現される。図13Fは、テレビジョン装置770であり、筐体771、表示部773、スタンド775などで構成されている。テレビジョン装置770の操作は、筐体771が備えるスイッチや、リモコン操作機780により行うことができる。筐体771およびリモコン操作機780には、先の実施の形態に示す半導体装置が搭載されている。そのため、例えば、高速、かつ低消費電力なテレビジョン装置が実現される。以上のように、本実施の形態に示す電子機器には、先の実施の形態に係る半導体装置が搭載されている。このため、半導体装置の微細化による高速化、低消費電力化が実現された電子機器が得られる。"