これは、トランジスタ493aとトランジスタ493bをチャネル長方向に並べ、その上方にトランジスタ492を積層しているためである。トランジスタ492のチャネル長は、トランジスタ493a、および/またはトランジスタ493bのチャネル長の1倍以上、5倍以下、好ましくは、1.5倍以上、3倍以下としてもよい。図10図110241一般に、最小加工寸法は、工程が後になるほど、あるいは、上方に形成されるほど、大きくなる。そのため、トランジスタ492の第1ゲート電極や第2ゲート電極を形成する層の最小加工ライン幅や、ソース電極とドレイン電極を形成する層の最小加工スペース幅は、先に形成されるトランジスタ493a、493bのゲート電極の最小加工ライン幅より大きい場合がある。そのような場合、トランジスタ492のチャネル長は、トランジスタ493aやトランジスタ493bのチャネル長より大きくなる。そのような場合、図10および図11に示すセル503は、好ましい構成である。図1図110242次に、本発明の一態様に係る半導体装置(セル)の別の構成例を、図12及び図13を参照して、説明する。図12図130243図12は、セル502の構成の一例を示す断面図である。図12左側には、図6(A)乃至図6(C)の一点鎖線A1−A2で切断した断面を示し、同図右側には、図6(A)乃至図6(C)の一点鎖線B1−B2で切断した断面を示す。図12図60244トランジスタ491a、491bの構造は、図7などに示した構造に限定されない。フィンなどとも呼ばれる。)を有する構造であっても構わない。図12に示すトランジスタ491a、491bの構造は、図7などに示したトランジスタ491a、491bの構造と比較して、同じ占有面積に対する実効的なチャネル幅を大きくすることができる。したがって、トランジスタ491a、491bの、導通時の電流を大きくすることができる。導電体422a、422bが基板400の凸部をチャネル幅方向に取り囲んだ構造となっており、ゲート電界によるチャネル形成領域の制御がしやすくなる。短チャネル効果を抑制することができ、微細化に適した構造であることがわかる。図12図70245図13は、セル502の構成の一例を示す断面図である。図13左側には、図6(A)乃至図6(C)の一点鎖線A1−A2で切断した断面を示し、同図右側には、図6(A)乃至図6(C)の一点鎖線B1−B2で切断した断面を示す。図13図60246トランジスタ491a、491bの構造は、図7などに示した構造に限定されない。図13に示すトランジスタ491aのように、基板400に絶縁体440を設ける構造としても構わない。図13に示すトランジスタ491aの構造とすることで、トランジスタ間を、より確実に分離することができ、リーク電流を抑えることができる。基板との間に形成される寄生容量や基板へのリーク電流を抑えることができる。トランジスタ491a、491bのリーク電流を小さくすることができる。トランジスタ491a、491bの高速動作や低電力動作が可能となる。従って、基板や絶縁体に関する説明は、図3および図4に示すセル502の断面構造の説明を適宜参照することができる。図11図12図13図3図4図7図90248なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。0249(実施の形態2)トランジスタ490は、様々な構造をとりうる。本実施の形態では、理解を容易にするため、トランジスタ490と、その近傍の領域についてのみ抜き出し、図14、図15および図27に示す。図14図15図270250図14(A)は、トランジスタ490の構成の一例を示す上面図である。図14(A)の一点鎖線E1−E2および一点鎖線E3−E4で切断した断面図の一例を図14(B)に示す。図14(A)では、理解を容易にするため、絶縁体などの一部を省略して示す。図14(A)では、半導体406cのハッチングパターンを省略して示す。図140251図3に示すトランジスタ490では、ソースおよびドレインとして機能する導電体416aおよび導電体416bが半導体406bの上面のみと接する例を示したが、トランジスタ490の構造はこれに限定されない。図14に示すように、導電体416aおよび導電体416bが半導体406bの上面および側面、絶縁体432の上面などと接する構造であっても構わない。導体406bを上面だけでなく側面も取り囲んだ構造となっている。s−channel構造となっている。s−channel構造については、先の実施の形態の説明を参照することができる。s−channel構造とすることで、微細なトランジスタにおいても、高いオン電流、低いサブスレッショルドスイング値、低いオフ電流など、優れた電気特性が得られる。半導体406aの側面、ならびに半導体406bの上面および側面と接する。体406cは、半導体406aの側面、半導体406bの上面および側面、導電体416aの上面および側面、ならびに導電体416bの上面および側面と接する。図140254導電体416aおよび導電体416bと接触している半導体406bでは、酸素欠損のサイトに水素が入り込むことでドナー準位を形成することがあり、n型の導電領域を有する。酸素欠損のサイトに水素が入り込んだ状態をVOHと表記する場合がある。その結果、n型の導電領域を電流が流れることで、良好なオン電流を得ることができる。0255図15(A)は、トランジスタ490の構成の一例を示す上面図である。図15(A)の一点鎖線G1−G2および一点鎖線G3−G4で切断した断面図の一例を図15(B)に示す。図15(A)では、理解を容易にするため、絶縁体などの一部を省略して示す。体432の凸部上の半導体406aと、半導体406a上の半導体406bと、半導体406b上の半導体406cと、半導体406a、半導体406bおよび半導体406cと接し、間隔を開けて配置された導電体416aおよび導電体416bと、半導体406c上および導電体416a上の絶縁体411と、絶縁体411上の導電体420と、導電体416a上、導電体416b上、絶縁体411上および導電体420上の絶縁体452と、絶縁体452上の絶縁体462と、を有する。図150257なお、絶縁体411は、G3−G4断面において、少なくとも半導体406bの側面と接する。導電体420は、G3−G4断面において、少なくとも絶縁体411を介して半導体406bの上面および側面と面する。導電体421は、絶縁体432を介して半導体406bの下面と面する。絶縁体432が凸部を有さなくても構わない。半導体406cを有さなくても構わない。絶縁体452を有さなくても構わない。絶縁体462を有さなくても構わない。0258図15に示すトランジスタ490は、図14に示したトランジスタ490と一部の構造が異なるのみである。導体406a、半導体406bおよび半導体406cの構造が異なる。図14図150259図27(A)は、トランジスタ490の構成の一例を示す上面図である。図27(A)の一点鎖線F1−F2および一点鎖線F3−F4で切断した断面図の一例を図27(B)に示す。図27(A)では、理解を容易にするため、絶縁体などの一部を省略して示す。図27(A)では、半導体406cのハッチングパターンを省略して示す。図270260図27に示すトランジスタ490は、図14に示したトランジスタ490と一部の構造が異なるのみである。具体的には、図27に示したトランジスタ490では、導電体416a、416b上に絶縁体417a、417bがそれぞれ設けられている。そのため、図27に示したトランジスタ490は、図14に示したトランジスタ490と比較して、ゲート(導電体420)とソースまたはドレイン(導電体416a)との間の容量が低減されている。その結果、動作速度が向上したトランジスタ490が得られる。図14図270261図27に示すトランジスタ490は、他の部分において、図14に示したトランジスタ490と同じ構造である。従って、図27に示すトランジスタ490は、図14に示したトランジスタ490についての説明を適宜参照することができる。図14図270262なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。半導体の構造について説明する。本明細書において、結晶が三方晶または菱面体晶である場合、六方晶系として表す。0265まずは、CAAC−OSについて説明する。0266CAAC−OSは、c軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体の一つである。Microscope)によって、CAAC−OSの明視野像および回折パターンの複合解析像(高分解能TEM像ともいう。)を観察することで複数の結晶部を確認することができる。高分解能TEM像によっても明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界(グレインバウンダリーともいう。)を確認することができない。粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。0268試料面と概略平行な方向から、CAAC−OSの断面の高分解能TEM像を観察すると、結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、CAAC−OSの膜を形成する面(被形成面ともいう。)または上面の凹凸を反映した形状であり、CAAC−OSの被形成面または上面と平行に配列する。0269一方、試料面と概略垂直な方向から、CAAC−OSの平面の高分解能TEM像を観察すると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認できる。異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。0270例えば、CAAC−OSの断面の高分解能TEM像において、局所的なフーリエ変換像を観察すると、それぞれ直径約4nmの近接した複数の領域において、c軸の角度が14.3°、16.6°、26.4°のように少しずつ連続的に変化する場合がある。別の近接した複数の領域において、当該連続的に変化するc軸とは、c軸の向きが異なる場合がある。その場合は、異なるグレインであることが示唆される。別の近接した複数の領域において、c軸の角度が−18.3°、−17.6°、−15.9°と少しずつ連続的に変化する場合がある。線を用いる電子回折(ナノビーム電子回折ともいう。)を行うと、スポットが観測される。六角形の頂点に位置するスポットが観測される。これは、c軸配向を示す回折パターンである。0272断面の高分解能TEM像および平面の高分解能TEM像より、CAAC−OSの結晶部は配向性を有していることがわかる。内に収まる大きさである。従って、CAAC−OSに含まれる結晶部は、一辺が10nm未満、5nm未満または3nm未満の立方体内に収まる大きさの場合も含まれる。平面の高分解能TEM像において、2500nm2以上、5μm2以上または1000μm2以上となる結晶領域が観察される場合がある。置を用いて構造解析を行うと、例えばInGaZnO4の結晶を有するCAAC−OSのout−of−plane法による解析では、回折角(2θ)が31°近傍にピークが現れる場合がある。直な方向を向いていることが確認できる。0275一方、CAAC−OSに対し、c軸に概略垂直な方向からX線を入射させるin−plane法による解析では、2θが56°近傍にピークが現れる場合がある。このピークは、InGaZnO4の結晶の(110)面に帰属される。属されるピークが6本観察される。近傍に固定してφスキャンした場合でも、明瞭なピークが現れない。規則であるが、c軸配向性を有し、かつc軸が被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向を向いていることがわかる。従って、前述の断面の高分解能TEM観察で確認された層状に配列した金属原子の各層は、結晶のab面に平行な面である。0277なお、結晶部は、CAAC−OSを成膜した際、または加熱処理などの結晶化処理を行った際に形成される。上述したように、結晶のc軸は、CAAC−OSの被形成面または上面の法線ベクトルに平行な方向に配向する。従って、例えば、CAAC−OSの形状をエッチングなどによって変化させた場合、結晶のc軸がCAAC−OSの被形成面または上面の法線ベクトルと平行にならないこともある。0278また、CAAC−OS中において、c軸配向した結晶部の分布が均一でなくてもよい。合が高くなることがある。不純物の添加されたCAAC−OSは、不純物が添加された領域が変質し、部分的にc軸配向した結晶部の割合の異なる領域が形成されることもある。0279なお、InGaZnO4の結晶を有するCAAC−OSのout−of−plane法による解析では、2θが31°近傍のピークの他に、2θが36°近傍にもピークが現れる場合がある。2θが36°近傍のピークは、CAAC−OS中の一部に、c軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。CAAC−OSは、2θが31°近傍にピークを示し、2θが36°近傍にピークを示さないことが好ましい。0280CAAC−OSは、不純物濃度の低い酸化物半導体である。不純物は、水素、炭素、シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体の主成分以外の元素である。体から酸素を奪うことで酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。含まれると、酸化物半導体の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。酸化物半導体に含まれる不純物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。0281また、CAAC−OSは、欠陥準位密度の低い酸化物半導体である。導体中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによってキャリア発生源となることがある。0282不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い(酸素欠損の少ない)ことを、高純度真性または実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性(ノーマリーオンともいう。)になることが少ない。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体は、キャリアトラップが少ない。用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとなる。酸化物半導体のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。密度が高い酸化物半導体を用いたトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。0283また、CAAC−OSを用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。含まれる結晶部は、1nm以上100nm以下、または1nm以上10nm以下の大きさであることが多い。Semiconductor)と呼ぶ。nc−OSは、例えば、高分解能TEM像では、結晶粒界を明確に確認できない場合がある。0286nc−OSは、微小な領域(例えば、1nm以上10nm以下の領域、特に1nm以上3nm以下の領域)において原子配列に周期性を有する。晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。区別が付かない場合がある。nc−OSに対し、結晶部よりも大きい径のX線を用いるXRD装置を用いて構造解析を行うと、out−of−plane法による解析では、結晶面を示すピークが検出されない。nc−OSに対し、結晶部よりも大きいプローブ径(例えば50nm以上)の電子線を用いる電子回折(制限視野電子回折ともいう。)を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。nc−OSに対し、結晶部の大きさと近いか結晶部より小さいプローブ径の電子線を用いるナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測される。nc−OSに対しナノビーム電子回折を行うと、円を描くように(リング状に)輝度の高い領域が観測される場合がある。nc−OSに対しナノビーム電子回折を行うと、リング状の領域内に複数のスポットが観測される場合がある。規則性の高い酸化物半導体である。欠陥準位密度が低くなる。nc−OSは、異なる結晶部間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、nc−OSは、CAAC−OSと比べて欠陥準位密度が高くなる。0288従って、nc−OSは、CAAC−OSと比べて、キャリア密度が高くなる場合がある。キャリア密度が高い酸化物半導体は、電子移動度が高くなる場合がある。従って、nc−OSを用いたトランジスタは、高い電界効果移動度を有する場合がある。nc−OSは、CAAC−OSと比べて、欠陥準位密度が高いため、キャリアトラップが多くなる場合がある。従って、nc−OSを用いたトランジスタは、CAAC−OSを用いたトランジスタと比べて、電気特性の変動が大きく、信頼性の低いトランジスタとなる。nc−OSは、比較的不純物が多く含まれていても形成することができるため、CAAC−OSよりも形成が容易となり、用途によっては好適に用いることができる場合がある。そのため、nc−OSを用いたトランジスタを有する半導体装置は、生産性高く作製することができる場合がある。