[发明专利]氧化物半导体化合物、具备氧化物半导体化合物的层的半导体元件和层叠体

说明书

一种氧化物半导体化合物，其含有镓和氧，光学带隙为3.4eV以上，300K下的通过霍尔(Hall)测定得到的电子的霍尔(Hall)迁移率为3cm²/Vs以上。

技术领域

本发明涉及氧化物半导体化合物、具备氧化物半导体化合物的层的半导体元件和层叠体。

背景技术

一直以来，作为例如TFT(薄膜晶体管)等半导体元件中的半导体材料，广泛使用硅。

最近，已知在含有金属阳离子的氧化物半导体中存在光学带隙比较宽、迁移率比较大的化合物，进行了将这样的氧化物半导体应用于半导体元件的尝试。

其中，ZnO和In-Ga-Zn-O等氧化物半导体是透明的，而且具有与非晶硅、低温多晶硅匹敌的特性，在下一代的TFT中的应用受到关注(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5589030号说明书

专利文献2：日本特开2007-115902号公报

发明内容

发明所要解决的问题

如上所述，氧化物半导体化合物作为替代硅的材料在半导体元件中的应用受到期待。

在将这些氧化物半导体作为液晶面板的驱动元件使用的情况下，有可能接受包含来自背光源的可见光或紫外线的外部光。另外，在作为OLED(有机发光二极管)面板的驱动元件使用的情况下，有可能受到发出的光的照射。在这种状况下，已知In-Ga-Zn-O等氧化物半导体的漏电流增大，产生液晶面板、OLED面板的对比度降低等不良情况。因此，这样的氧化物半导体需要在半导体元件内以利用遮光层遮光的方式来使用(例如专利文献2)。

如果能够抑制氧化物半导体在光照射环境下的这种特性变动，则不需要设置遮光层，可以预想具有这样的氧化物半导体的半导体元件的构成自由度飞跃性地提高。

本发明是鉴于这样的背景而完成的，本发明的目的在于提供能够显著抑制如上所述的由光照射引起的漏电流产生的氧化物半导体化合物。另外，本发明的目的在于提供具备这样的氧化物半导体化合物的层的半导体元件和层叠体。

用于解决问题的方法

本发明中，提供一种氧化物半导体化合物，其含有镓和氧，光学带隙为3.4eV以上，300K下的通过霍尔(Hall)测定得到的电子的霍尔(Hall)迁移率为3cm²/Vs以上。

在此，用下式表示通过上述霍尔(Hall)测定得到的电子密度N的温度依赖性时，N₀可以为10¹⁶cm^-3以上。

N＝N₀exp(-Ea/kT)(1)式

其中，T为测定温度(K)，k为玻耳兹曼常数(eVK^-1)，Ea为活化能(eV)。

另外，本发明中，提供一种半导体元件，其为包含氧化物半导体化合物的层的半导体元件，其特征在于，

上述半导体元件为TFT(薄膜晶体管)、太阳能电池或OLED(有机发光二极管)中的任意一种，

上述层由具有如上所述的特征的氧化物半导体化合物构成。

另外，本发明中，提供一种半导体元件，其为包含氧化物半导体化合物的层的半导体元件，其特征在于，

上述半导体元件为TFT(薄膜晶体管)，

上述层含有镓和氧，光学带隙为3.4eV以上，场效应迁移率为5cm²/Vs以上。