半導体多結晶薄膜及び半導体装置
【課題】電気伝導性が良く、バンドギャップもＩｎＡｓより大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を、分子線蒸着法によってガラス基板又はプラスチック基板上に形成することで、バンドギャップがＩｎＡｓより大きく、十分な電気伝導性を持ったｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得る。このようにして形成したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を半導体装置のｎ型層に用いる。
【解決手段】Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を、分子線蒸着法によってガラス基板又はプラスチック基板上に形成することで、バンドギャップがＩｎＡｓより大きく、十分な電気伝導性を持ったｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得る。このようにして形成したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を半導体装置のｎ型層に用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の材料として用いられる半導体多結晶薄膜、及び該半導体多結晶薄膜を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体多結晶薄膜は、半導体単結晶薄膜に比べて結晶品質や電子移動度は劣るが、単結晶基板が不要で、ガラスやプラスチックなどの安価で、加工が容易な基板を用いて形成することができるという利点がある。特に、Ｓｉ多結晶薄膜は、薄膜トランジスタ用材料として重要である。
【０００３】
しかし、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体においては、その単結晶薄膜は高周波用トランジスタや、半導体レーザ、太陽電池などの光学装置に用いられているが、その多結晶薄膜は、ＩｎＳｂ多結晶薄膜を除いて、あまり用いられていない。その理由は、最も代表的なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓの場合、多結晶の粒界にトラップ準位ができ、これが自由電子をトラップしてしまうため、充分な伝導性が得られないという問題点があったためである（非特許文献１）。
【０００４】
一方、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のなかでもＩｎＳｂにおいては、電気伝導性の良い多結晶薄膜が３００〜４５０℃の比較的低い基板温度で容易に作製でき、さらに、その電子移動度が大きいため、ホール素子として用いられている。
【０００５】
また、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の中でもＩｎＡｓは、そのバンドギャップ及び電子移動度が大きいため、トランジスタ用材料として使える可能性がある。実際に、４０年以上も前に、ＩｎＡｓ多結晶薄膜を用いて薄膜トランジスタが作製された例がある（非特許文献２）。
【非特許文献１】J. J. J. Yang, P. D. Dapkus, R. D. Dupui, and R. D. Yingling, “Electrical properties of polycrystalline GaAs films”, Journal of Applied Physics vol.51 (7) (1980) p.3794.
【非特許文献２】T. P. Brody and H. E. Kunig, “A HIGH-GAIN InAs THIN-FILM TRANSISTOR”, Applied Physics Letters vol.9 No.7 (1966) p.259.
【非特許文献３】M. J. Lee, C. P. Judge, and S. W. Wright, “Thin film transistors for displays on plastic substrates”, Solid-State Electronics vol.44 (2000) p.1431-p.1434
【非特許文献４】Dennis W. Scott, Chrisoph Kadow, Yingda Dong, Yun Wei, Arthur C. Gossard, Mark J. W. Rodwell, “Low-resistance n-type polycrystalline InAs growth by molecular beam epitaxy”, Journal of Crystal Growth 267 (2004) 35-41
【非特許文献５】Dharam Pal Gosain, Takahashi Noguchi, and Setsuo Usui, “High mobility Thin Film Transistors Fabricated on a Plastic Substrate at a Processing Temperature of 110℃”, Japanese Journal of Applied Physics vol.39 (2000) pp.L179-L181.
【非特許文献６】Tilman Beierlein, S. Strite, A. Dommann and David. J. Smith, “Properties of InGaN deposited on Glass at Low Temperature”, MRS Internet Journal of Nitride Semiconductor Reseach vol.2 (1997) p.29
【非特許文献７】Keon Jae Lee, Matthew A. Meitl, Jong-Hyun Ahn, John A. Rogers, Ralph G. Nuzzo, Vipan Kumar, and Ilsesanmi Adesida, “Bendable GaN high electron mobility transistors on plastic substrate”, Journal of Applied Physics vol.100 (2006) p.124507.
【非特許文献８】高野章弘著、「薄膜太陽電池の開発最前線」、初版、株式会社エヌ・ティー・エス、2005年3月10日、p.99−111
【非特許文献９】山本憲治、「薄膜多結晶シリコン太陽電池」応用物理 第71巻、第5号 (2002) p.522−p.527、図８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の多結晶薄膜は、以下に示す問題点があるため、トランジスタや太陽電池などの半導体装置にはあまり利用されていなかった。
【０００７】
最も代表的なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓの場合、バンドギャップは大きいが、その多結晶は、充分な電気伝導性が得られないという問題点があった。
【０００８】
また、ＩｎＳｂを用いれば、電気伝導性の良い多結晶薄膜を作製できるが、ＩｎＳｂのバンドギャップは０．１７ｅＶと小さいため、トランジスタや太陽電池には不向きである。
【０００９】
また、ＩｎＡｓは、バンドギャップが０．３６ｅＶとＩｎＳｂの倍以上あり、また電子移動度も大きいため、トランジスタ用材料として使える可能性がある。しかし、薄膜トランジスタとして用いるには、ピンチオフ特性やゲート・ドレイン耐圧の観点から考えて、バンドギャップが小さい。また、太陽電池への応用を考えても、バンドギャップが小さい。
【００１０】
以上のように、従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜では、ＧａＡｓ多結晶薄膜においては、バンドギャップは大きいが電気伝導性が悪く、また、ＩｎＡｓ多結晶薄膜やＩｎＳｂ多結晶薄膜においては、電気伝導性は良いがバンドギャップが小さいという問題点があった。
【００１１】
よって、本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、電気伝導性が良く、バンドギャップもＩｎＡｓより大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、半導体装置のｎ型層に用いられる半導体多結晶薄膜であって、該半導体多結晶薄膜が、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜であり、そのＧａ組成ｘは０＜ｘ＜０．５を満たすことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型層として有することを特徴とする半導体装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記半導体装置において、前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜がプラスチック基板上に形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として有することを特徴とする薄膜トランジスタである。
【００１６】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として有し、前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜よりバンドギャップが大きい半導体多結晶薄膜を電子供給層として有することを特徴とするヘテロ接合型薄膜トランジスタである。
【００１７】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型光吸収層として有することを特徴とする太陽電池である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る半導体多結晶薄膜によれば、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜において、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにしたことから、バンドギャップ及び電子移動度が大きく、電気伝導性も良いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得ることができる。このため、本発明の半導体多結晶薄膜を化合物多結晶半導体装置のｎ型層の材料として用いることができ、その結果、ガラスやプラスチックなどの安価で加工が容易な基板を用いて、半導体装置を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る半導体多結晶薄膜及び該半導体多結晶薄膜を有する半導体装置について図面を用いて説明する。
【００２０】
本実施の形態１に係る半導体多結晶薄膜は、半導体装置のｎ型層に用いられるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜、すなわち、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜である。本実施の形態１では、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜のＧａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすことを特徴とする。
【００２１】
図１は、分子線蒸着法によってガラス基板に、Ｇａ組成ｘを変えてＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積したときの、Ｇａ組成に対する電子濃度の組成依存性を調べた結果を示す図である。電子濃度は、例えば、公知の方法であるホール効果測定法を用いて測定する。図１において、Ｇａを含まないＩｎＡｓ多結晶薄膜では電子濃度が２．４×１０18 cm-3であったのに対し、Ｇａを添加していくと電子濃度が減少して行き、Ｇａ組成が０．４のときには電子濃度が約１／１０に減少した。Ｇａ組成が０．５を超えると、さらに急激に電子濃度が減少した。このようなＩｎＧａＡｓ多結晶薄膜中の電子濃度の組成依存性はこれまで知られていなかった。この実験結果によって、Ｇａ組成が０．５未満ならＩｎＧａＡｓ多結晶薄膜は、十分な電子濃度及び電気伝導性を持ち、半導体装置のｎ型層として用いることができることが、はじめて明らかになった。さらに、下記の式（１）で表されるように、
【００２２】
Eg=0.36(1-x) + 1.42 x + 0.27 x(1-x) [eV] （１）
【００２３】
Ｉｎ1-xＧａxＡｓの室温でのバンドギャップは、Ｇａ組成ｘとともに大きくなることが知られているので、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いることで、バンドギャップがＩｎＡｓより大きく、十分な電子濃度と電気伝導性を持ったｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得ることができる。
【００２４】
図２は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として用いた薄膜トランジスタの模式図である。図２において、薄膜トランジスタ１０は、ガラス基板１と、ボトムゲート電極２と、ボトムゲート絶縁膜３と、ソース電極４と、ドレイン電極５と、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型チャネル層６と、トップゲート絶縁膜７と、トップゲート電極８とから構成される。
【００２５】
Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型チャネル層６は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を、分子線蒸着法によって堆積させて形成する。このとき、Ｇａの分子強度線とＩｎの分子強度線との比を変えることで、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにする。Ｇａの分子強度線は、Ｇａの蒸発源の温度によって制御可能である。このように、薄膜トランジスタのｎ型チャネル層として、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いることで、ＩｎＡｓ多結晶薄膜よりもバンドギャップエネルギーを大きくできる。これにより、ＩｎＡｓ多結晶薄膜を用いた従来の薄膜トランジスタ（非特許文献２）よりもゲート−ドレイン耐圧の大きな薄膜トランジスタを作製できる。
【００２６】
また、ボトムゲート電極２、ボトムゲート絶縁膜３、ソース電極４、ドレイン電極５、トップゲート絶縁膜７、及びトップゲート電極８は、薄膜トランジスタの製造で用いられる公知の方法（例えば、非特許文献３に記載の方法）によって形成する。
【００２７】
また、ＩｎＡｓ多結晶薄膜を分子線蒸着法によって成長させる場合には、基板温度を４３０℃〜４９０℃のような高温に設定していたのに対し（非特許文献４）、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜は、分子線蒸着法により２００℃程度の低い基板温度でも堆積できるので、基板の材料をガラスからプラスチックに代えることもできる。例えば、プラスチックとしてポリイミドを用い、基板温度を２３０℃とし、分子線蒸着法によってＧａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させると、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜における電子移動度は４５０ｃｍ2／Ｖｓであった。この電子移動度は、プラスチックフィルム上にＳｉ多結晶薄膜を堆積させた従来の薄膜トランジスタ（非特許文献５）における電子移動度の２５０ｃｍ2／Ｖｓや、プラスチックフィルム上にＣｄＳｅ多結晶薄膜を堆積させた従来の薄膜トランジスタ（非特許文献３）における電子移動度の３０ｃｍ2／Ｖｓよりもはるかに大きい。したがって、プラスチック基板にＧａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させることで、高速動作に優れた薄膜トランジスタが作製できる。
【００２８】
図３は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として用いたヘテロ接合型薄膜トランジスタの模式図である。図２の薄膜トランジスタと同一構成要素については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
ヘテロ接合型薄膜トランジスタを作製する際に、Ｉｎ1-xＧａxＡｓとそれよりもバンドギャップエネルギーの大きな半導体化合物とのヘテロ接合を作ることにより、Ｉｎ1-xＧａxＡｓのヘテロ界面付近に２次元電子ガスを形成することができる。例えば，Ｉｎ1-xＧａxＡｓよりもバンドギャップエネルギーの大きな半導体化合物としてＡｌＧａＡｓがある。図３は、ＡｌＧａＡｓ／Ｉｎ1-xＧａxＡｓヘテロ接合を有した薄膜トランジスタの例を示す。図３において、ヘテロ接合型薄膜トランジスタ２０は、ガラス基板１と、ソース電極４と、ドレイン電極５と、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層１６と、ＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層１７と、ゲート電極１８とから構成される。
【００３０】
Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層１６は、分子線蒸着法によって、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。さらに、ＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層１７は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜に連続して、分子線蒸着法によって、ＡｌＧａＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。
【００３１】
上述したように、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜の電子移動度は、４５０ｃｍ2／Ｖｓと大きい。例えば、他のＩＩＩ−Ｖ族化合物多結晶薄膜であるＩｎ1-xＧａxＮ多結晶薄膜における電子移動度２０ｃｍ2／Ｖｓ（非特許文献６）よりも大きい。このため、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層に用いることで、例えば、従来のＡｌＧａＮ／Ｉｎ1-xＧａxＮヘテロ接合薄膜トランジスタ（非特許文献７）より高速動作に優れたヘテロ接合型薄膜トランジスタが作製できる。
【００３２】
なお、上述したように、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層１６及びＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層１７は、分子線蒸着法によって、低い基板温度で形成できることから、ガラス基板１に代えてプラスチック基板を用いても良い。
【００３３】
図４は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型の光吸収層として用いた場合の太陽電池の模式図である。
【００３４】
図４において、太陽電池３０は、プラスチック基板２１と、ｎ型用電極２４と、ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６と、ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７と、ｐ型用電極２８とから構成される。ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６と、ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７は、分子線蒸着法によって形成し、ｎ型用電極２４とｐ型用電極２８は、公知の真空蒸着法によって形成する。
【００３５】
図４に示すように、太陽電池３０は、一般的な太陽電池と同様に、光が最初に通過する部分にｎ型層を、次にｐ型層が配置されている。これは、同じＧａＡｓであっても、ｎ型層の方がｐ型層よりも、光吸収が開始されるエネルギー（吸収端エネルギー）が大きくなる傾向があるからである。よって、このような配置にすることで、ｎ型層で吸収することができなかった低いエネルギーの光（波長の長い光）を、ｐ型層で吸収できる。
【００３６】
ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６は、分子線蒸着法によって、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７は、ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６に連続して、分子線蒸着法によってＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７のＧａ組成は、ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６のＧａ組成と同じかそれ以下にする。これは、太陽電池３０では、最初にｎ型層、次にｐ型層を光が通過する配置であることから、ｐ型層の方がｎ型層よりも吸収端エネルギーを小さくする必要があるからである。ｐ型層のＧａ組成は、ｎ型層と同様に、Ｇａの分子強度線とＩｎの分子強度線との比を変えることで、調整する。
【００３７】
なお、ｐ型層の半導体化合物は、吸収端エネルギーがＩｎＧａＡｓよりも小さい半導体化合物であればＩｎＧａＡｓでなくても良く、例えば、ＩｎＧａＳｂやＩｎＡｓＳｂでも良い。
【００３８】
以上のようなＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いた太陽電池は、例えば、アモルファスＳｉを用いた従来の太陽電池（非特許文献８）と組み合わせることもできる。この場合、アモルファスＳｉ太陽電池を最初に光が通過し、次に、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜太陽電池を光が通過するように組み合わせる。これにより、従来のアモルファスＳｉ太陽電池では吸収できなかった、より低エネルギーの光（波長の長い光）を、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜の太陽電池で吸収することができ、光から電気への変換効率が向上する。
【００３９】
従来、多結晶ＳｉとアモルファスＳｉを用いたシリコンハイブリッド太陽電池（非特許文献９）が提案されているが、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶はＳｉ多結晶よりも吸収端エネルギーが小さいので、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶とアモルファスＳｉとを組み合せた太陽電池の方が、多結晶ＳｉとアモルファスＳｉを組み合わせた太陽電池より、光の収集効率が良い。
【００４０】
以上のように、本実施の形態１に係る半導体多結晶薄膜によれば、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜において、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにしたことから、バンドギャップ及び電子移動度が大きく、電気伝導性も良いｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得ることができるので、半導体装置、例えば、薄膜トランジスタ、ヘテロ型薄膜トランジスタ、又は太陽電池のｎ型層の材料として用いることができる。その結果、ガラスやプラスチックなどの安価で加工が容易な基板を用いて、半導体装置を作製することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態１では、ｎ型層にＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いる半導体装置の例として、薄膜トランジスタ、ヘテロ型薄膜トランジスタ、及び太陽電池を挙げたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、ホール素子のｎ型層や、アバランシェダイオードを用いた固体撮像素子のｎ型層に、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の半導体多結晶薄膜は、薄膜トランジスタ、ヘテロ型薄膜トランジスタ、又は太陽電池などの半導体装置のｎ型層の材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】分子線蒸着法によってガラス基板に、Ｇａｘ組成を変えてＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積したときの、Ｇａ組成ｘに対するＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜の電子濃度の組成依存性を調べた結果を示す図である。
【図２】本実施の形態１に係るＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として用いた薄膜トランジスタの模式図である。
【図３】本実施の形態１に係るＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として用いたヘテロ接合型薄膜トランジスタの模式図である。
【図４】本実施の形態１に係るＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型光吸収層として用いた太陽電池の模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ ガラス基板
２ ボトムゲート電極
３ ボトムゲーム絶縁膜
４ ソース電極
５ ドレイン電極
６ Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型チャネル層
７ トップゲート絶縁膜
８ トップゲート電極
１０ 薄膜トランジスタ
１６ Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層
１７ ＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層
１８ ゲート電極
２０ ヘテロ型薄膜トランジスタ
２１ プラスチック基板
２４ ｎ型用電極
２６ ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層
２７ ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層
２８ ｐ型用電極
３０ 太陽電池
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の材料として用いられる半導体多結晶薄膜、及び該半導体多結晶薄膜を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体多結晶薄膜は、半導体単結晶薄膜に比べて結晶品質や電子移動度は劣るが、単結晶基板が不要で、ガラスやプラスチックなどの安価で、加工が容易な基板を用いて形成することができるという利点がある。特に、Ｓｉ多結晶薄膜は、薄膜トランジスタ用材料として重要である。
【０００３】
しかし、ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体においては、その単結晶薄膜は高周波用トランジスタや、半導体レーザ、太陽電池などの光学装置に用いられているが、その多結晶薄膜は、ＩｎＳｂ多結晶薄膜を除いて、あまり用いられていない。その理由は、最も代表的なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓの場合、多結晶の粒界にトラップ準位ができ、これが自由電子をトラップしてしまうため、充分な伝導性が得られないという問題点があったためである（非特許文献１）。
【０００４】
一方、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のなかでもＩｎＳｂにおいては、電気伝導性の良い多結晶薄膜が３００〜４５０℃の比較的低い基板温度で容易に作製でき、さらに、その電子移動度が大きいため、ホール素子として用いられている。
【０００５】
また、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の中でもＩｎＡｓは、そのバンドギャップ及び電子移動度が大きいため、トランジスタ用材料として使える可能性がある。実際に、４０年以上も前に、ＩｎＡｓ多結晶薄膜を用いて薄膜トランジスタが作製された例がある（非特許文献２）。
【非特許文献１】J. J. J. Yang, P. D. Dapkus, R. D. Dupui, and R. D. Yingling, “Electrical properties of polycrystalline GaAs films”, Journal of Applied Physics vol.51 (7) (1980) p.3794.
【非特許文献２】T. P. Brody and H. E. Kunig, “A HIGH-GAIN InAs THIN-FILM TRANSISTOR”, Applied Physics Letters vol.9 No.7 (1966) p.259.
【非特許文献３】M. J. Lee, C. P. Judge, and S. W. Wright, “Thin film transistors for displays on plastic substrates”, Solid-State Electronics vol.44 (2000) p.1431-p.1434
【非特許文献４】Dennis W. Scott, Chrisoph Kadow, Yingda Dong, Yun Wei, Arthur C. Gossard, Mark J. W. Rodwell, “Low-resistance n-type polycrystalline InAs growth by molecular beam epitaxy”, Journal of Crystal Growth 267 (2004) 35-41
【非特許文献５】Dharam Pal Gosain, Takahashi Noguchi, and Setsuo Usui, “High mobility Thin Film Transistors Fabricated on a Plastic Substrate at a Processing Temperature of 110℃”, Japanese Journal of Applied Physics vol.39 (2000) pp.L179-L181.
【非特許文献６】Tilman Beierlein, S. Strite, A. Dommann and David. J. Smith, “Properties of InGaN deposited on Glass at Low Temperature”, MRS Internet Journal of Nitride Semiconductor Reseach vol.2 (1997) p.29
【非特許文献７】Keon Jae Lee, Matthew A. Meitl, Jong-Hyun Ahn, John A. Rogers, Ralph G. Nuzzo, Vipan Kumar, and Ilsesanmi Adesida, “Bendable GaN high electron mobility transistors on plastic substrate”, Journal of Applied Physics vol.100 (2006) p.124507.
【非特許文献８】高野章弘著、「薄膜太陽電池の開発最前線」、初版、株式会社エヌ・ティー・エス、2005年3月10日、p.99−111
【非特許文献９】山本憲治、「薄膜多結晶シリコン太陽電池」応用物理 第71巻、第5号 (2002) p.522−p.527、図８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の多結晶薄膜は、以下に示す問題点があるため、トランジスタや太陽電池などの半導体装置にはあまり利用されていなかった。
【０００７】
最も代表的なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓの場合、バンドギャップは大きいが、その多結晶は、充分な電気伝導性が得られないという問題点があった。
【０００８】
また、ＩｎＳｂを用いれば、電気伝導性の良い多結晶薄膜を作製できるが、ＩｎＳｂのバンドギャップは０．１７ｅＶと小さいため、トランジスタや太陽電池には不向きである。
【０００９】
また、ＩｎＡｓは、バンドギャップが０．３６ｅＶとＩｎＳｂの倍以上あり、また電子移動度も大きいため、トランジスタ用材料として使える可能性がある。しかし、薄膜トランジスタとして用いるには、ピンチオフ特性やゲート・ドレイン耐圧の観点から考えて、バンドギャップが小さい。また、太陽電池への応用を考えても、バンドギャップが小さい。
【００１０】
以上のように、従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜では、ＧａＡｓ多結晶薄膜においては、バンドギャップは大きいが電気伝導性が悪く、また、ＩｎＡｓ多結晶薄膜やＩｎＳｂ多結晶薄膜においては、電気伝導性は良いがバンドギャップが小さいという問題点があった。
【００１１】
よって、本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、電気伝導性が良く、バンドギャップもＩｎＡｓより大きいＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、半導体装置のｎ型層に用いられる半導体多結晶薄膜であって、該半導体多結晶薄膜が、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜であり、そのＧａ組成ｘは０＜ｘ＜０．５を満たすことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型層として有することを特徴とする半導体装置である。
【００１４】
また、本発明は、前記半導体装置において、前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜がプラスチック基板上に形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として有することを特徴とする薄膜トランジスタである。
【００１６】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として有し、前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜よりバンドギャップが大きい半導体多結晶薄膜を電子供給層として有することを特徴とするヘテロ接合型薄膜トランジスタである。
【００１７】
また、本発明は、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型光吸収層として有することを特徴とする太陽電池である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る半導体多結晶薄膜によれば、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜において、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにしたことから、バンドギャップ及び電子移動度が大きく、電気伝導性も良いＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得ることができる。このため、本発明の半導体多結晶薄膜を化合物多結晶半導体装置のｎ型層の材料として用いることができ、その結果、ガラスやプラスチックなどの安価で加工が容易な基板を用いて、半導体装置を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る半導体多結晶薄膜及び該半導体多結晶薄膜を有する半導体装置について図面を用いて説明する。
【００２０】
本実施の形態１に係る半導体多結晶薄膜は、半導体装置のｎ型層に用いられるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜、すなわち、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜である。本実施の形態１では、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜のＧａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすことを特徴とする。
【００２１】
図１は、分子線蒸着法によってガラス基板に、Ｇａ組成ｘを変えてＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積したときの、Ｇａ組成に対する電子濃度の組成依存性を調べた結果を示す図である。電子濃度は、例えば、公知の方法であるホール効果測定法を用いて測定する。図１において、Ｇａを含まないＩｎＡｓ多結晶薄膜では電子濃度が２．４×１０18 cm-3であったのに対し、Ｇａを添加していくと電子濃度が減少して行き、Ｇａ組成が０．４のときには電子濃度が約１／１０に減少した。Ｇａ組成が０．５を超えると、さらに急激に電子濃度が減少した。このようなＩｎＧａＡｓ多結晶薄膜中の電子濃度の組成依存性はこれまで知られていなかった。この実験結果によって、Ｇａ組成が０．５未満ならＩｎＧａＡｓ多結晶薄膜は、十分な電子濃度及び電気伝導性を持ち、半導体装置のｎ型層として用いることができることが、はじめて明らかになった。さらに、下記の式（１）で表されるように、
【００２２】
Eg=0.36(1-x) + 1.42 x + 0.27 x(1-x) [eV] （１）
【００２３】
Ｉｎ1-xＧａxＡｓの室温でのバンドギャップは、Ｇａ組成ｘとともに大きくなることが知られているので、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いることで、バンドギャップがＩｎＡｓより大きく、十分な電子濃度と電気伝導性を持ったｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得ることができる。
【００２４】
図２は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として用いた薄膜トランジスタの模式図である。図２において、薄膜トランジスタ１０は、ガラス基板１と、ボトムゲート電極２と、ボトムゲート絶縁膜３と、ソース電極４と、ドレイン電極５と、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型チャネル層６と、トップゲート絶縁膜７と、トップゲート電極８とから構成される。
【００２５】
Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型チャネル層６は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を、分子線蒸着法によって堆積させて形成する。このとき、Ｇａの分子強度線とＩｎの分子強度線との比を変えることで、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにする。Ｇａの分子強度線は、Ｇａの蒸発源の温度によって制御可能である。このように、薄膜トランジスタのｎ型チャネル層として、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いることで、ＩｎＡｓ多結晶薄膜よりもバンドギャップエネルギーを大きくできる。これにより、ＩｎＡｓ多結晶薄膜を用いた従来の薄膜トランジスタ（非特許文献２）よりもゲート−ドレイン耐圧の大きな薄膜トランジスタを作製できる。
【００２６】
また、ボトムゲート電極２、ボトムゲート絶縁膜３、ソース電極４、ドレイン電極５、トップゲート絶縁膜７、及びトップゲート電極８は、薄膜トランジスタの製造で用いられる公知の方法（例えば、非特許文献３に記載の方法）によって形成する。
【００２７】
また、ＩｎＡｓ多結晶薄膜を分子線蒸着法によって成長させる場合には、基板温度を４３０℃〜４９０℃のような高温に設定していたのに対し（非特許文献４）、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜は、分子線蒸着法により２００℃程度の低い基板温度でも堆積できるので、基板の材料をガラスからプラスチックに代えることもできる。例えば、プラスチックとしてポリイミドを用い、基板温度を２３０℃とし、分子線蒸着法によってＧａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させると、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜における電子移動度は４５０ｃｍ2／Ｖｓであった。この電子移動度は、プラスチックフィルム上にＳｉ多結晶薄膜を堆積させた従来の薄膜トランジスタ（非特許文献５）における電子移動度の２５０ｃｍ2／Ｖｓや、プラスチックフィルム上にＣｄＳｅ多結晶薄膜を堆積させた従来の薄膜トランジスタ（非特許文献３）における電子移動度の３０ｃｍ2／Ｖｓよりもはるかに大きい。したがって、プラスチック基板にＧａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させることで、高速動作に優れた薄膜トランジスタが作製できる。
【００２８】
図３は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として用いたヘテロ接合型薄膜トランジスタの模式図である。図２の薄膜トランジスタと同一構成要素については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
ヘテロ接合型薄膜トランジスタを作製する際に、Ｉｎ1-xＧａxＡｓとそれよりもバンドギャップエネルギーの大きな半導体化合物とのヘテロ接合を作ることにより、Ｉｎ1-xＧａxＡｓのヘテロ界面付近に２次元電子ガスを形成することができる。例えば，Ｉｎ1-xＧａxＡｓよりもバンドギャップエネルギーの大きな半導体化合物としてＡｌＧａＡｓがある。図３は、ＡｌＧａＡｓ／Ｉｎ1-xＧａxＡｓヘテロ接合を有した薄膜トランジスタの例を示す。図３において、ヘテロ接合型薄膜トランジスタ２０は、ガラス基板１と、ソース電極４と、ドレイン電極５と、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層１６と、ＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層１７と、ゲート電極１８とから構成される。
【００３０】
Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層１６は、分子線蒸着法によって、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。さらに、ＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層１７は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜に連続して、分子線蒸着法によって、ＡｌＧａＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。
【００３１】
上述したように、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜の電子移動度は、４５０ｃｍ2／Ｖｓと大きい。例えば、他のＩＩＩ−Ｖ族化合物多結晶薄膜であるＩｎ1-xＧａxＮ多結晶薄膜における電子移動度２０ｃｍ2／Ｖｓ（非特許文献６）よりも大きい。このため、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層に用いることで、例えば、従来のＡｌＧａＮ／Ｉｎ1-xＧａxＮヘテロ接合薄膜トランジスタ（非特許文献７）より高速動作に優れたヘテロ接合型薄膜トランジスタが作製できる。
【００３２】
なお、上述したように、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層１６及びＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層１７は、分子線蒸着法によって、低い基板温度で形成できることから、ガラス基板１に代えてプラスチック基板を用いても良い。
【００３３】
図４は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型の光吸収層として用いた場合の太陽電池の模式図である。
【００３４】
図４において、太陽電池３０は、プラスチック基板２１と、ｎ型用電極２４と、ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６と、ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７と、ｐ型用電極２８とから構成される。ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６と、ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７は、分子線蒸着法によって形成し、ｎ型用電極２４とｐ型用電極２８は、公知の真空蒸着法によって形成する。
【００３５】
図４に示すように、太陽電池３０は、一般的な太陽電池と同様に、光が最初に通過する部分にｎ型層を、次にｐ型層が配置されている。これは、同じＧａＡｓであっても、ｎ型層の方がｐ型層よりも、光吸収が開始されるエネルギー（吸収端エネルギー）が大きくなる傾向があるからである。よって、このような配置にすることで、ｎ型層で吸収することができなかった低いエネルギーの光（波長の長い光）を、ｐ型層で吸収できる。
【００３６】
ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６は、分子線蒸着法によって、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７は、ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６に連続して、分子線蒸着法によってＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積させて形成する。ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２７のＧａ組成は、ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層２６のＧａ組成と同じかそれ以下にする。これは、太陽電池３０では、最初にｎ型層、次にｐ型層を光が通過する配置であることから、ｐ型層の方がｎ型層よりも吸収端エネルギーを小さくする必要があるからである。ｐ型層のＧａ組成は、ｎ型層と同様に、Ｇａの分子強度線とＩｎの分子強度線との比を変えることで、調整する。
【００３７】
なお、ｐ型層の半導体化合物は、吸収端エネルギーがＩｎＧａＡｓよりも小さい半導体化合物であればＩｎＧａＡｓでなくても良く、例えば、ＩｎＧａＳｂやＩｎＡｓＳｂでも良い。
【００３８】
以上のようなＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いた太陽電池は、例えば、アモルファスＳｉを用いた従来の太陽電池（非特許文献８）と組み合わせることもできる。この場合、アモルファスＳｉ太陽電池を最初に光が通過し、次に、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜太陽電池を光が通過するように組み合わせる。これにより、従来のアモルファスＳｉ太陽電池では吸収できなかった、より低エネルギーの光（波長の長い光）を、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜の太陽電池で吸収することができ、光から電気への変換効率が向上する。
【００３９】
従来、多結晶ＳｉとアモルファスＳｉを用いたシリコンハイブリッド太陽電池（非特許文献９）が提案されているが、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶はＳｉ多結晶よりも吸収端エネルギーが小さいので、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶とアモルファスＳｉとを組み合せた太陽電池の方が、多結晶ＳｉとアモルファスＳｉを組み合わせた太陽電池より、光の収集効率が良い。
【００４０】
以上のように、本実施の形態１に係る半導体多結晶薄膜によれば、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜において、Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすようにしたことから、バンドギャップ及び電子移動度が大きく、電気伝導性も良いｎ型のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体多結晶薄膜を得ることができるので、半導体装置、例えば、薄膜トランジスタ、ヘテロ型薄膜トランジスタ、又は太陽電池のｎ型層の材料として用いることができる。その結果、ガラスやプラスチックなどの安価で加工が容易な基板を用いて、半導体装置を作製することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態１では、ｎ型層にＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いる半導体装置の例として、薄膜トランジスタ、ヘテロ型薄膜トランジスタ、及び太陽電池を挙げたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、ホール素子のｎ型層や、アバランシェダイオードを用いた固体撮像素子のｎ型層に、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の半導体多結晶薄膜は、薄膜トランジスタ、ヘテロ型薄膜トランジスタ、又は太陽電池などの半導体装置のｎ型層の材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】分子線蒸着法によってガラス基板に、Ｇａｘ組成を変えてＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜を堆積したときの、Ｇａ組成ｘに対するＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜の電子濃度の組成依存性を調べた結果を示す図である。
【図２】本実施の形態１に係るＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として用いた薄膜トランジスタの模式図である。
【図３】本実施の形態１に係るＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として用いたヘテロ接合型薄膜トランジスタの模式図である。
【図４】本実施の形態１に係るＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型光吸収層として用いた太陽電池の模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ ガラス基板
２ ボトムゲート電極
３ ボトムゲーム絶縁膜
４ ソース電極
５ ドレイン電極
６ Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型チャネル層
７ トップゲート絶縁膜
８ トップゲート電極
１０ 薄膜トランジスタ
１６ Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶ｎ型電子走行層
１７ ＡｌＧａＡｓ多結晶電子供給層
１８ ゲート電極
２０ ヘテロ型薄膜トランジスタ
２１ プラスチック基板
２４ ｎ型用電極
２６ ｎ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層
２７ ｐ型Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶光吸収層
２８ ｐ型用電極
３０ 太陽電池
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置のｎ型層に用いられる半導体多結晶薄膜であって、
該半導体多結晶薄膜は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜であり、そのＧａ組成ｘは０＜ｘ＜０．５を満たす、
ことを特徴とする半導体多結晶薄膜。
【請求項２】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型層として有する、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜は、プラスチック基板上に形成される、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として有する、
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項５】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として有し、前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜よりバンドギャップが大きい半導体多結晶薄膜を電子供給層として有する、
ことを特徴とするヘテロ接合型薄膜トランジスタ。
【請求項６】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型光吸収層として有する、
ことを特徴とする太陽電池。
【請求項１】
半導体装置のｎ型層に用いられる半導体多結晶薄膜であって、
該半導体多結晶薄膜は、Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜であり、そのＧａ組成ｘは０＜ｘ＜０．５を満たす、
ことを特徴とする半導体多結晶薄膜。
【請求項２】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型層として有する、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜は、プラスチック基板上に形成される、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型チャネル層として有する、
ことを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項５】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型電子走行層として有し、前記Ｉｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜よりバンドギャップが大きい半導体多結晶薄膜を電子供給層として有する、
ことを特徴とするヘテロ接合型薄膜トランジスタ。
【請求項６】
Ｇａ組成ｘが０＜ｘ＜０．５を満たすＩｎ1-xＧａxＡｓ多結晶薄膜をｎ型光吸収層として有する、
ことを特徴とする太陽電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１４７０９８（Ｐ２００９−１４７０９８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２７１２（Ｐ２００７−３２２７１２）
【出願日】平成１９年１２月１４日（２００７．１２．１４）
【出願人】（５０４１５５２９３）国立大学法人島根大学 (113)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１４日（２００７．１２．１４）
【出願人】（５０４１５５２９３）国立大学法人島根大学 (113)
【Ｆターム（参考）】
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