(57)【要約】【課題】キャリアの移動度を向上させることが可能な薄膜トランジスタ、ならびにそのような薄膜トランジスタを用いた表示装置および電子機器を提供する。【解決手段】酸化物半導体層１５を、チャネルを構成するキャリア走行層１５１と、キャリア供給層１５２とを含む多層膜により構成する。また、キャリア供給層１５２における伝導帯下端準位Ｅｃ２が、キャリア走行層１５１における伝導帯下端準位Ｅｃ１よりもエネルギー的に高くなるように設定する（Ｅｃ２＞Ｅｃ１）。キャリア供給層１５２からキャリア走行層１５１へとキャリア（電子）が供給され、キャリア走行層１５１内におけるキャリア供給層１５２との界面近傍の領域に、電子を蓄積させることができる。これにより、従来と比べて電子に対する走行散乱が抑えられる。【選択図】図１
2011138934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極と、
チャネルを構成するキャリア走行層と、このキャリア走行層へキャリアを供給するためのキャリア供給層とを含む多層膜からなる酸化物半導体層と、
前記ゲート電極と前記酸化物半導体層との間に設けられたゲート絶縁膜と、
ソース・ドレインとなる一対の電極と
を備え、
前記キャリア供給層におけるキャリア供給元に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位が、前記キャリア走行層におけるキャリア供給先に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位よりもエネルギー的に高くなっている
薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記酸化物半導体層は、前記キャリア走行層と前記キャリア供給層との間に、キャリア濃度が相対的に低い高抵抗層を有する
請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記酸化物半導体層が、前記キャリア走行層および前記キャリア供給層を１つずつ有するシングルへテロ構造を用いて構成されている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記酸化物半導体層が、１つのキャリア走行層の上下に一対のキャリア供給層を有するダブルへテロ構造を用いて構成されている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記酸化物半導体層が、１つのキャリア供給層の上下に一対のキャリア走行層を有するダブルへテロ構造を用いて構成されている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記キャリアが電子であり、
前記キャリア供給層における伝導帯下端準位が、前記キャリア走行層における伝導帯下端準位よりもエネルギー的に高くなっている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記キャリアが正孔であり、
前記キャリア供給層における価電子帯上端準位が、前記キャリア走行層における価電子帯上端準位よりもエネルギー的に高くなっている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記キャリア供給層が、ＡｌxＧａyＩｎzＯ1.5x+1.5y+1.5z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）により構成されている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記キャリア走行層が、ＡｌxＧａyＩｎzＯ1.5x+1.5y+1.5z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）により構成されている
請求項８に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記酸化物半導体層における多層膜のうちの少なくとも１層が、非晶質半導体により構成されている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記酸化物半導体層における多層膜のうちの少なくとも１層が、多結晶半導体により構成されている
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記ゲート電極、前記ゲート絶縁膜および前記酸化物半導体層を、基板上にこの順で備えた
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記酸化物半導体層、前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を、基板上にこの順で備えた
請求項１または請求項２に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
表示素子と、この表示素子を駆動するための薄膜トランジスタとを備え、
前記薄膜トランジスタは、
ゲート電極と、
チャネルを構成するキャリア走行層と、このキャリア走行層へキャリアを供給するためのキャリア供給層とを含む多層膜からなる酸化物半導体層と、
前記ゲート電極と前記酸化物半導体層との間に設けられたゲート絶縁膜と、
ソース・ドレインとなる一対の電極と
を有し、
前記キャリア供給層におけるキャリア供給元に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位が、前記キャリア走行層におけるキャリア供給先に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位よりもエネルギー的に高くなっている
表示装置。
【請求項１５】
前記表示素子が、有機ＥＬ素子を用いて構成されている
請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
表示素子と、この表示素子を駆動するための薄膜トランジスタとを有する表示装置を備え、
前記薄膜トランジスタは、
ゲート電極と、
チャネルを構成するキャリア走行層と、このキャリア走行層へキャリアを供給するためのキャリア供給層とを含む多層膜からなる酸化物半導体層と、
前記ゲート電極と前記酸化物半導体層との間に設けられたゲート絶縁膜と、
ソース・ドレインとなる一対の電極と
を有し、
前記キャリア供給層におけるキャリア供給元に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位が、前記キャリア走行層におけるキャリア供給先に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位よりもエネルギー的に高くなっている
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化物半導体層を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）、ならびにそのような薄膜トランジスタを用いた表示装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイといったフラットパネルディスプレイでは、駆動用の薄膜トランジスタにおけるチャネル層（能動層）として、一般にシリコン（Ｓｉ）材料が使用されている。具体的には、例えば非晶質（アモルファス）Ｓｉや多結晶Ｓｉなどが挙げられる。
【０００３】
しかしながら、チャネル層として非晶質Ｓｉを用いた場合、ディスプレイの大面積化が容易となるものの、キャリア（例えば電子）の移動度が１ｃｍ2／Ｖ・ｓ程度以下と低いため、ディスプレイの高性能化が困難であった。一方、チャネル層として多結晶Ｓｉを用いた場合、逆にキャリアの移動度は３０〜３００ｃｍ2／Ｖ・ｓ程度と高いものの、トランジスタ特性の面内ばらつきが大きいことから、ディスプレイの大面積化が困難であった。
【０００４】
これらのことから、フラットパネルディスプレイにおける大型化および高性能化を図るため、非晶質Ｓｉと同程度の面内均一性と、多結晶Ｓｉと同程度のキャリア移動度とを兼ね備えたようなチャネル材料の開発が求められていた。
【０００５】
そこで、このような要求を満たす可能性のあるチャネル材料として、酸化亜鉛または酸化インジウム・ガリウム・亜鉛（ＩｎＧａＺｎＯ）等の酸化物半導体が提案されており、特に非晶質のＩｎＧａＺｎＯ4等が広く検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８１４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような酸化物半導体は、半導体デバイスの活性層として優れた性質を示し、近年、ＴＦＴ，発光デバイス，透明導電膜などへの応用を目指して開発が進められている。例えば、酸化物半導体をチャネル層として用いたＴＦＴは、従来の非晶質Ｓｉを用いたものと比較してキャリアの移動度が大きく、優れた電気特性を有している。具体的には、例えば上記した非晶質のＩｎＧａＺｎＯ4を用いたＴＦＴでは、非晶質相にも関わらず、キャリアの移動度が１０ｃｍ2／Ｖ・ｓ程度となり、非晶質Ｓｉを用いたものと比べて高い移動度が得られている。
【０００８】
しかしながら、フラットパネルディスプレイにおいて更なる高性能化を図るため、このような酸化物半導体をチャネル層として用いたＴＦＴにおいても、キャリアの移動度の更なる向上が求められていた。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、キャリアの移動度を向上させることが可能な薄膜トランジスタ、ならびにそのような薄膜トランジスタを用いた表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の薄膜トランジスタは、ゲート電極と、チャネルを構成するキャリア走行層とこのキャリア走行層へキャリアを供給するためのキャリア供給層とを含む多層膜からなる酸化物半導体層と、ゲート電極と酸化物半導体層との間に設けられたゲート絶縁膜と、ソース・ドレインとなる一対の電極とを備えたものである。ここで、上記キャリア供給層におけるキャリア供給元に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位は、上記キャリア走行層におけるキャリア供給先に対応する伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位よりもエネルギー的に高くなっている。
【００１１】
本発明の表示装置は、表示素子と、この表示素子を駆動するための上記本発明の薄膜トランジスタとを備えたものである。
【００１２】
本発明の電子機器は、上記本発明の表示装置を備えたものである。
【００１３】
本発明の薄膜トランジスタ、表示装置および電子機器では、多層膜からなる酸化物半導体層において、キャリア供給層における伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位が、キャリア走行層における伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位よりもエネルギー的に高くなっている。これにより、キャリア供給層からキャリア走行層へとキャリアが供給され、このキャリア走行層内におけるキャリア供給層との界面近傍の領域に、キャリアが蓄積される。したがって、キャリア走行層がチャネルとして機能する際に、キャリアがこの領域内をほぼ２次元的に走行するようになるため、チャネル（酸化物半導体層）内をキャリアが３次元的に走行する従来と比べ、キャリアに対する走行散乱が抑えられる。また、キャリアはキャリア供給層から供給されることから、キャリア走行層自体のキャリア濃度は低く抑えることができるようになり、その観点からも、酸化物半導体層が単一の層からなる従来と比べ、イオン化ドナーやイオン化アクセプタによるキャリアに対する走行散乱が抑えられる。
【００１４】
本発明の薄膜トランジスタでは、上記酸化物半導体層が、キャリア走行層とキャリア供給層との間に、キャリア濃度が相対的に低い高抵抗層を有するようにするのが好ましい。言い換えると、酸化物半導体層が、上記キャリア走行層、上記高抵抗層および上記キャリア供給層をこの順に含む多層膜からなっているようにするのが好ましい。このように構成した場合、キャリア供給層からキャリア走行層へとキャリアを供給する際における、キャリア供給層中のイオン化ドナーやイオン化アクセプタによるキャリアに対する散乱も抑えられるため、キャリアの移動度が更に向上する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の薄膜トランジスタ、表示装置および電子機器によれば、酸化物半導体層を、チャネルを構成するキャリア走行層とキャリア供給層とを含む多層膜により構成すると共に、キャリア供給層における伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位が、キャリア走行層における伝導帯下端準位もしくは価電子帯上端準位よりもエネルギー的に高くなっているようにしたので、キャリア供給層からキャリア走行層へとキャリアが供給され、このキャリア走行層内におけるキャリア供給層との界面近傍の領域にキャリアを蓄積させることができる。よって、従来と比べてキャリアに対する走行散乱を抑えることができ、キャリアの移動度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図３】図１に示した酸化物半導体層の詳細構成の他の例を表す断面図である。
【図４】図１に示したＴＦＴの製造方法を工程順に表す断面図である。
【図５】図４（Ｄ）の工程に対応する平面図である。
【図６】図５に続く工程を表す断面図である。
【図７】図６に続く工程を表すと共に図１の構成に対応する平面図である。
【図８】比較例１に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層付近の層構造において、閾値電圧よりも高いゲートバイアス印加時のエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図９】第１の実施の形態に係る実施例１および比較例１におけるキャリア濃度とキャリアの移動度との関係を表す特性図である。
【図１０】酸化物半導体層における成膜時の酸素分圧とキャリア濃度との関係の一例を表す特性図である。
【図１１】変形例１に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層の詳細断面構成、およびこの酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図１２】変形例２に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層の詳細断面構成、およびこの酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図１３】変形例３に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層の詳細断面構成、およびこの酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図１４】第２の実施の形態に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層の詳細断面構成、およびこの酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図１５】変形例４に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層の詳細断面構成、およびこの酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図１６】変形例５に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層の詳細断面構成、およびこの酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図１７】変形例６に係るＴＦＴにおける酸化物半導体層の詳細断面構成、およびこの酸化物半導体層付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表す図である。
【図１８】変形例７に係るＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図１９】各実施の形態および変形例に係るＴＦＴを備えた表示装置の構成例を表すブロック図である。
【図２０】図１９に示した画素の詳細構成例を表す回路図である。
【図２１】図１９に示した表示装置を含むモジュールの概略構成を表す平面図である。
【図２２】図１９に示した表示装置の適用例１の外観を表す斜視図である。
【図２３】（Ａ）は適用例２の表側から見た外観を表す斜視図であり、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図２４】適用例３の外観を表す斜視図である。
【図２５】適用例４の外観を表す斜視図である。
【図２６】（Ａ）は適用例５の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電子によるシングルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例１）
２．第１の実施の形態の変形例
変形例１（電子によるシングルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例２）
変形例２（正孔によるシングルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例１）
変形例３（正孔によるシングルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例２）
３．第２の実施の形態（電子によるダブルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例１）
４．第２の実施の形態の変形例
変形例４（電子によるダブルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例２）
変形例５（正孔によるダブルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例１）
変形例６（正孔によるダブルヘテロ構造を用いた酸化物半導体層の例２）
５．各実施の形態および変形例に共通の変形例
変形例７（トップゲート型のＴＦＴの例）
６．適用例（表示装置および電子機器への適用例）
７．その他の変形例
【００１８】
＜１．第１の実施の形態＞
［ＴＦＴ１の全体構成］
図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１）の断面構成を表したものである。このＴＦＴ１は、図１（Ａ）に示したように、基板１１上に絶縁膜１２を間にして、ゲート電極１３、ゲート絶縁膜１４および酸化物半導体層１５をこの順に備えたものである。すなわち、ＴＦＴ１は、いわゆるボトムゲート型（逆スタガー構造）のＴＦＴである。また、このＴＦＴ１は、後述するように、キャリアとして電子を用いたものとなっている。
【００１９】
基板１１は、例えばシリコン基板であるが、その他、合成石英、ガラス、金属、樹脂または樹脂フィルムなどの材料からなるものでもよい。絶縁膜１２は、例えばシリコン（Ｓｉ）を含む絶縁膜材料により構成されている。
【００２０】
ゲート電極１３は、ＴＦＴ１に印加されるゲート電圧によって、酸化物半導体層１５中のチャネル部分のキャリア密度（ここでは、電子密度）を制御するための電極である。このゲート電極１３は、例えば、厚みが５０ｎｍ程度のモリブデン（Ｍｏ）層と、厚みが４００ｎｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）層もしくはアルミニウム合金層との２層構造となっている。なお、アルミニウム合金層としては、例えばアルミニウム−ネオジム合金層が挙げられる。
【００２１】
ゲート絶縁膜１４は、例えば上記絶縁膜１２と同様に、シリコンを含む絶縁膜材料により構成されている。このゲート絶縁膜１４はゲート電極１３を覆うものであり、例えば、ゲート電極１３上を含む基板１１の表面全体に渡って形成されている。
【００２２】
（酸化物半導体層１５の断面構成およびエネルギーバンド構造）
酸化物半導体層１５は、例えば、ＭＯ（Ｍは、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｔｉのうちの少なくとも１種）を主成分として含んだものとなっている。
【００２３】
この酸化物半導体層１５は、図１（Ｂ）に示したように、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア走行層１５１およびキャリア供給層１５２が積層された多層膜（２層構造）により構成されている。言い換えると、酸化物半導体層１５は、キャリア供給層１５２およびキャリア走行層１５１を１層ずつ有するシングルへテロ（ＳＨ）構造を用いて構成されている。なお、これらの多層膜のうちの少なくとも１層は、非晶質（アモルファス）半導体あるいは多結晶半導体により構成されているのが好ましい。例えば、非晶質のＩｎＧａＺｎＯ4を用いた場合、非晶質相にも関わらず、キャリアの移動度が１０ｃｍ2／Ｖ・ｓ程度と高い値を示すからである。
【００２４】
キャリア供給層１５２は、以下説明するキャリア走行層１５１に対してキャリア（ここでは電子）を供給する役割を担う酸化物半導体層であり、その厚みは１０〜１００ｎｍ程度となっている。このキャリア供給層１５２を構成する酸化物半導体としては、例えば、ＡｌxＧａyＩｎzＯ1.5x+1.5y+1.5z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）や、ＧａxＩｎyＺｎzＯ1.5x+1.5y+z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）などが挙げられる。なお、詳細は後述するが、キャリア供給層１５２における酸化物半導体のキャリア濃度は、例えば１０18〜１０20ｃｍ-3程度となるように、成膜時の酸素分圧が調整されるようになっている。
【００２５】
キャリア走行層１５１は、上記キャリア供給層１５２から供給されるキャリア（電子）がソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ間で走行するための酸化物半導体層である。すなわち、このキャリア走行層１５１では、詳細は後述するが、キャリア供給層１５２との界面近傍の領域に、ＴＦＴ１におけるチャネルが形成される（チャネルを構成する）ようになっており、その厚みは１０〜１００ｎｍ程度となっている。キャリア走行層１５１を構成する酸化物半導体としては、例えば、ＡｌxＧａyＩｎzＯ1.5x+1.5y+1.5z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）や、Ｉｎ2Ｏ3、ＧａxＩｎyＺｎzＯ1.5x+1.5y+z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）などが挙げられる。なお、詳細は後述するが、キャリア走行層１５１における酸化物半導体のキャリア濃度は、例えば１０14〜１０15ｃｍ-3程度（ほぼ真性半導体となる濃度領域）と十分に低くなるように、成膜時の酸素分圧が調整されるようになっている。
【００２６】
ここで、図２を参照して、このような酸化物半導体層１５のエネルギーバンド構造について説明する。図２は、酸化物半導体層１５付近の層構造（ゲート電極１３、ゲート絶縁膜１４、酸化物半導体層１５およびソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ）でのエネルギーバンド構造例を表したものである。この図において、「ＥF」はフェルミエネルギーを示している。また、「Ｅｖ０」，「Ｅｖ１」，「Ｅｖ２」はそれぞれ、ゲート絶縁膜１４、キャリア走行層１５１およびキャリア供給層１５２における価電子帯上端準位を示している。「Ｅｃ０」，「Ｅｃ１」，「Ｅｃ２」はそれぞれ、ゲート絶縁膜１４、キャリア走行層１５１およびキャリア供給層１５２における伝導帯下端準位を示している。「ｅ」は、キャリアとしての電子を模式的に示している。なお、これらの符号については、これ以降登場する他のエネルギーバンド構造においても同様となっている。
【００２７】
この酸化物半導体層１５では、キャリア供給層１５２におけるキャリア供給元に対応する伝導帯下端準位Ｅｃ２が、キャリア走行層１５１におけるキャリア供給先に対応する伝導帯下端準位Ｅｃ１よりもエネルギー的に高くなるように設定されている（Ｅｃ２＞Ｅｃ１）。これにより、詳細は後述するが、キャリア供給層１５２からキャリア走行層１５１へと電子ｅが供給され、図２に示したように、このキャリア走行層１５１内におけるキャリア供給層１５２との界面近傍の領域に、電子ｅが蓄積されるようになっている。なお、ここでは、キャリア供給層１５２における価電子帯上端準位Ｅｖ２が、キャリア走行層に１５１おける価電子帯上端準位Ｅｖ１よりもエネルギー的に低くなっている（Ｅｖ２＜Ｅｖ１）が、価電子帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。
【００２８】
なお、このような酸化物半導体層１５では、例えば図３に示したように、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５２との間に、キャリア濃度が相対的に低い（例えば、１０14〜１０16ｃｍ-3程度）酸化物半導体からなる高抵抗層１５０が設けられているのが好ましい。言い換えると、酸化物半導体層１５が、キャリア走行層１５１、上記高抵抗層１５０およびキャリア供給層１５２をゲート絶縁膜１４側からこの順に含む多層膜（ここでは、３層構造）となっているようにするのが好ましい。これにより、詳細は後述するが、キャリア供給層１５２からキャリア走行層１５１へとキャリア（ここでは電子）を供給する際における、キャリア供給層１５２中のイオン化ドナーによるキャリアに対する散乱が抑えられるため、キャリアの移動度がより向上するからである。
【００２９】
酸化物半導体層１５上のゲート電極１３と対向する領域には、例えば上記絶縁膜１２と同一材料からなるチャネル保護膜１６が設けられている。このチャネル保護膜１６の表面から酸化物半導体層１５の表面に至る領域には、一対のソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ（一対の電極）が設けられている。これらのソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂはそれぞれ、例えばモリブデン，アルミニウム，チタン等の金属あるいはそれらの多層膜により構成されている。
【００３０】
チャネル保護膜１６およびソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂの上には、例えば上記絶縁膜１２と同一材料からなる保護膜（パッシベーション膜）１８が設けられている。この保護膜１８には、ソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂに対応して、一対の貫通電極（コンタクト部）１８Ａ，１８Ｂが設けられている。これにより、ソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂにはそれぞれ、貫通電極１８Ａ，１８Ｂを介して配線１９Ａ，１９Ｂが電気的に接続されている。
【００３１】
［ＴＦＴ１の製造方法］
このＴＦＴ１は、例えば次のようにして製造することができる。図４〜図６は、ＴＦＴ１を製造する工程の一例を、断面図または平面図で表したものである。
【００３２】
まず、図４（Ａ）に示したように、ガラス等よりなる基板１１上に、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition；化学気相成長）法によりＳｉＯx（シリコン酸化物）層を成膜し、絶縁膜１２を形成する。続いて、例えばスパッタ法により、例えばモリブデン（Ｍｏ）層を成膜した後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより、ゲート電極１３を形成する。次に、基板１１の全面に、例えばプラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜１４を形成する。そののち、真空中において例えば、前述した材料からなる酸化物半導体のターゲットを用いたスパッタ法（例えば、ＤＣ／ＲＦスパッタ法）や、Pulsed Laser Deposition法により、酸化物半導体層１５を形成する。その際、キャリア走行層１５１およびキャリア供給層１５２（場合によっては、更に高抵抗層１５０）の形成は、例えば、単一のスパッタ装置内においてターゲットを切り替え、成膜時の酸素分圧を調整することにより行う。
【００３３】
次に、図４（Ｂ）に示したように、例えばＣＶＤ法により、例えばＳｉＯx層を３００ｎｍ程度成膜する。続いて、フォトリソグラフィによりレジスト（感光性樹脂膜）をパターニングしたのち、例えば酸素を添加したＣ2ＨＦ5ガスを用いて、このＳｉＯx層をドライエッチングする。これにより、図４（Ｃ）に示したように、チャネル保護膜１６が形成される。
【００３４】
次いで、例えば希塩酸を用いたウエットエッチングにより、トランジスタごとの酸化物半導体層１５のアイソレーションを行う。
【００３５】
続いて、フォトリソグラフィにてレジストをパターニングした後、例えば塩素ガスを用いたドライエッチングにより、酸化物半導体層１５を選択的に除去する。そして、例えば酸素を添加したＣ2ＨＦ5ガスを用いたドライエッチングにより、ゲート絶縁膜１４を選択的に除去する。これにより、図５の平面図に示したように、電極取り出し部におけるゲート電極１３を露出させる。
【００３６】
次に、図４（Ｄ）に示したように、例えばスパッタ法を用いてＭｏ層を１００ｎｍ程度成膜したのち、例えば酸素添加のＣｌ2ＣＦ4ガスによるドライエッチングを行い、ソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂを形成する。
【００３７】
次いで、図６（Ａ）に示したように、全面に例えばＣＶＤ法によりＳｉＮ（シリコン窒化物）層を成膜し、保護膜１８を形成する。続いて、例えば酸素添加のＣ2ＨＦ5ガスを用いたドライエッチングにより、この保護膜１９を選択的に除去する。これにより、図６（Ｂ）に示したように、貫通電極１８Ａ，１８Ｂを形成するための貫通孔１８０Ａ，１８０Ｂが形成される。そののち、例えばスパッタ法を用いて、貫通電極１８Ａ，１８Ｂおよび配線１９Ａ，１９Ｂをそれぞれ形成する。以上により、図１および図７（平面図）示したボトムゲート型のＴＦＴ１が完成する。
【００３８】
［ＴＦＴ１の作用・効果］
このＴＦＴ１では、図示しない配線を介してゲート電極１３に所定の閾値電圧Ｖth以上の電圧（ゲート電圧Ｖｇ）が印加されると、酸化物半導体層１５内にチャネルが形成される。これにより、ソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ間に電流（ドレイン電流Ｉｄ）が流れ、トランジスタとして機能する。
【００３９】
ここで、以下、図８〜図１０を参照して、本実施の形態のＴＦＴ１の特徴的部分の作用・効果について、比較例（比較例１）と比較しつつ詳細に説明する。
【００４０】
（キャリアの移動度について）
まず、図８に示した比較例１に係る従来のＴＦＴでは、本実施の形態のＴＦＴ１における酸化物半導体層１５とは異なり、酸化物半導体層１０５が単一層により構成されている。すなわち、この比較例１の酸化物半導体層１０５は、層全体がチャネル層となっており、キャリアはこのチャネル層中のドナーから供給されるようになっている。なお、図８において、「Ｅｖ１０５」，「Ｅｃ１０５」はそれぞれ、酸化物半導体層１０５における価電子帯上端準位および伝導帯下端準位を示している。
【００４１】
したがって、この比較例１のＴＦＴでは、チャネル層（酸化物半導体層１０５）内をキャリア（ここでは電子）が３次元的に走行することになる。すなわち、ソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ間に沿った２次元方向に加え、酸化物半導体層１０５の厚み方向に沿ってもキャリアが走行する。このため、キャリアに対する走行散乱が大きくなり、その結果、比較例１のＴＦＴではキャリアの移動度が低くなってしまう。加えて、チャネル層中のイオン化ドナーの影響によってキャリアに対する走行散乱が大きくなるため、この観点からも、キャリアの移動度が低くなってしまうことになる。
【００４２】
これに対して、本実施の形態のＴＦＴ１では、図１（Ｂ）に示したように、酸化物半導体層１５が、キャリア供給層１５２およびキャリア走行層１５１からなる多層膜（２層構造）により構成されている。また、例えば図２に示したように、この酸化物半導体層１５において、キャリア供給層１５２における伝導帯下端準位Ｅｃ２が、キャリア走行層１５１における伝導帯下端準位Ｅｃ１よりもエネルギー的に高くなっている（Ｅｃ２＞Ｅｃ１）。これにより、キャリア供給層１５２からキャリア走行層１５１へと電子ｅが供給され、図２に示したように、このキャリア走行層１５１内におけるキャリア供給層１５２との界面近傍の領域に、電子ｅが蓄積されるようになる。言い換えると、酸化物半導体層１５では、電子ｅを供給する領域（キャリア供給層１５２）と、電子ｅが実際に走行する領域（キャリア走行層１５１内におけるキャリア供給層１５２との界面近傍の領域）とが、厚み方向に沿って空間的に分離される。
【００４３】
したがって、本実施の形態のＴＦＴ１では、キャリア走行層１５１がチャネルとして機能する際に、上記した界面近傍の領域内を電子ｅがほぼ２次元的に走行するようになる。すなわち、上記比較例１とは異なり、ソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ間に沿った２次元方向にほぼ限定されて、電子ｅが走行することになる（酸化物半導体層１５の厚み方向に沿っては、電子ｅはほとんど走行しない）。よって、このＴＦＴ１では、チャネル層（酸化物半導体層１０５）内をキャリアが３次元的に走行する上記比較例１と比べ、電子ｅに対する走行散乱が抑えられる。
【００４４】
また、本実施の形態のＴＦＴ１では、上記したように電子ｅはキャリア供給層１５２から供給されることから、キャリア走行層１５１自体のキャリア濃度は低く抑えることができる（例えば、ほぼ真性半導体の濃度領域とすることができる）。したがって、キャリアが実際に走行する領域でのドナー濃度を著しく低く設定することができるため、その観点からも、このＴＦＴ１では、酸化物半導体層１０５が単一層となっている上記比較例１と比べ、イオン化ドナーによる電子ｅに対する走行散乱が抑えられることになる。
【００４５】
ここで、図９は、本実施の形態に係る実施例１−１および上記比較例１に係る比較例１−１〜１−３おけるキャリア濃度（シートキャリア濃度）とキャリアの移動度との関係の一例を表したものである。なお、比較例１−１の酸化物半導体層１０５としては、キャリア供給ｎ−Ｇａ1Ｉｎ1Ｚｎ1Ｏ4（厚み：３００ｎｍ）の単層構造のものを用い、比較例１−２の酸化物半導体層１０５としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）（厚み：３１０ｎｍ）の単層構造のものを用い、比較例１−３の酸化物半導体層１０５としては、このＩＴＯの単層構造の一部にキャリア供給を行ったもの（ｎ−ＩＴＯ（厚み：１０ｎｍ）／ＩＴＯ（厚み：３００ｎｍ））を用いた。一方、実施例１−１におけるシングルへテロ構造の酸化物半導体層１５では、キャリア走行層１５１としてＧａ1Ｉｎ1Ｚｎ1Ｏ4（厚み：３００ｎｍ）を、キャリア供給層１５２としてｎ−ＩＴＯ（厚み：１０ｎｍ）をそれぞれ用いた。なお、いずれの場合においても、酸化物半導体層の成膜にはスパッタ法を用いており、キャリア（電子）の移動度についてはホール測定により求めた。
【００４６】
この図９により、比較例１−１〜１−３と比べて実施例１−１では、高い電子の移動度を示していることが分かる。このことから、上記したように、本実施の形態（実施例１−１）では比較例１（比較例１−１〜１−３）と比べて電子に対する走行散乱が抑えられる結果、電子の移動度が向上していることが確認された。また、実施例１−２（図９中に図示せず）として、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５２との間に高抵抗層１５０を設けると共にこの高抵抗層１５０の厚みを最適化することにより、電子の移動度が比較例（比較例１−１〜１−３）と比べて向上することが確認された。
【００４７】
（酸化物半導体層の成膜時の酸素分圧について）
また、本実施の形態では、酸化物半導体層１５の成膜時の酸素分圧制御に関しても、上記比較例１と比べて以下の利点を有している。
【００４８】
まず、一般に、酸化物半導体層を用いたＴＦＴでは、前述したように、酸化物半導体層の成膜時の酸素分圧を制御して酸素欠損量を調整することにより、キャリア濃度を所望の値（トランジスタの動作仕様を満たす範囲内の値）に制御している。
【００４９】
図１０は、酸化物半導体層における成膜時の酸素分圧とキャリア（電子）の濃度との関係の一例を表したものである。なお、ここでは、酸化物半導体層として非晶質のＧａ1Ｉｎ1Ｚｎ1Ｏ4を用い、成膜の際にはＤＣスパッタ法（成膜温度：８０℃）を用いた。
【００５０】
この図１０により、所望のキャリア濃度（例えば、１０15〜１０18ｃｍ-3程度）の酸化物半導体層を得るためには、成膜時の酸素分圧を、非常に狭い領域ＩＩ内に制御する必要がある。ところが、この領域ＩＩでは、酸素分圧値の変化に対するキャリア濃度値の変動幅が非常に大きい（キャリア濃度の酸素分圧依存性が非常に大きい）ことから、上記比較例１（従来例）では、酸素分圧の制御による精密なキャリア濃度制御が非常に困難である。そのため、比較例１のＴＦＴ（単層構造の酸化物半導体層を用いたＴＦＴ）では、トランジスタ特性に関して、基板面上での面内ばらつきや製造ロットごとのばらつきが大きくなってしまい、その結果、製造の際の歩留りを向上させるのが困難となる。
【００５１】
これに対して本実施の形態のＴＦＴ１では、酸化物半導体層１５において、前述したように、電子を供給する領域（キャリア供給層１５２）と、電子が実際に走行する領域（キャリア走行層１５１内の界面近傍の領域）とが、厚み方向に沿って空間的に分離されている。すなわち、電子はキャリア供給層１５２から供給されることから、キャリア走行層１５１自体のキャリア濃度は低く抑えることができる（例えば、ほぼ真性半導体の濃度領域とすることができる）。
【００５２】
このことから、キャリア走行層１５１において所望のキャリア濃度（例えば、１０15〜１０18ｃｍ-3程度）を実現するうえで、このキャリア走行層１５１自体の成膜時の酸素分圧としては、例えば図１０中の領域ＩＩＩを用いることができる。すなわち、キャリア走行層１５１を成膜する際に、上記比較例１のような精密な酸素分圧制御が不要となる。
【００５３】
一方、キャリア供給層１５２では、上記したようなキャリア走行層１５１における所望のキャリア濃度を実現するうえで、成膜時の酸素分圧として、例えば図１０中の領域Ｉ（キャリア濃度が所望の範囲よりも大きくなる酸素分圧領域）を用いることができる。したがって、この領域Ｉでは、領域ＩＩと比べて酸素分圧値の変化に対するキャリア濃度値の変動幅が小さい（キャリア濃度の酸素分圧依存性が小さい）ことから、キャリア供給層１５２を成膜する際にも、上記比較例１のような精密な酸素分圧制御が不要となる。なお、酸化物半導体層１５全体としての所望のキャリア濃度は、このような酸素分圧制御等を用いたドナー性もしくはアクセプタ性の不純物添加量だけでなく、不純物添加領域の膜厚や半導体界面からの距離など、複数のパラメータにより制御されることになる。
【００５４】
このようにして、本実施の形態のＴＦＴ１では、酸化物半導体層１５の成膜時に上記比較例１のような精密な酸素分圧制御が不要となるため、比較例１と比べ、トランジスタ特性のばらつき（基板面上での面内ばらつきや製造ロットごとのばらつき）が抑えられる。
【００５５】
以上のように本実施の形態では、酸化物半導体層１５を、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５２とを含む多層膜により構成すると共に、キャリア供給層１５２における伝導帯下端準位Ｅｃ２がキャリア走行層１５１における伝導帯下端準位Ｅｃ１よりもエネルギー的に高くなっているようにしたので、キャリア供給層１５２からキャリア走行層１５１へとキャリア（電子）が供給され、このキャリア走行層１５１内におけるキャリア供給層１５２との界面近傍の領域に電子を蓄積させることができる。よって、従来と比べて電子に対する走行散乱を抑えることができ、電子の移動度を向上させることが可能となる。また、電子の移動度の向上が可能となることから、ひいてはトランジスタとしての駆動能力を向上させることも可能となる。
【００５６】
また、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５２との間に高抵抗層１５０を設け、またこの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにした場合には、キャリア供給層１５２からキャリア走行層１５１へと電子を供給する際における、キャリア供給層１５２中のイオン化ドナーによる電子に対する散乱を抑えることができ、電子の移動度を更に向上させることが可能となる。
【００５７】
更に、酸化物半導体層１５全体としてのキャリア濃度を、キャリア供給層１５２の位置や厚み、ドナーもしくはアクセプタの濃度などによって制御することができるため、従来の単層チャネル構造の場合とは異なり、精密な酸素分圧制御が不要となる。よって、従来と比べてトランジスタ特性のばらつき（基板面上での面内ばらつきや製造ロットごとのばらつき）を抑えることができ、ひいては製造の際の歩留りを向上させることが可能となる。
【００５８】
加えて、このような多層膜構造の酸化物半導体層１５を形成する際には、例えば、単一のスパッタ装置内においてターゲットを切り替える（成膜時の酸素分圧を調整する）だけで済むため、従来の単層構造の製造プロセスに与える影響は小さく、製造コスト上昇を最小限に抑えることができる。
【００５９】
＜２．第１の実施の形態の変形例＞
続いて、上記第１の実施の形態の変形例（変形例１〜３）について説明する。なお、第１の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６０】
（変形例１）
図１１（Ａ）は、変形例１に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１Ａ）における酸化物半導体層１５Ａの断面構成を表したものであり、図１１（Ｂ）は、この酸化物半導体層１５Ａ付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表したものである。
【００６１】
本変形例のＴＦＴ１Ａは、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記第１の実施の形態のＴＦＴ１において、酸化物半導体層１５内におけるキャリア走行層１５１およびキャリア供給層１５２の積層順を逆にしたものに対応しており、他の構成は同様となっている。すなわち、本変形例の酸化物半導体層１５Ａは、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア供給層１５２およびキャリア走行層１５１が積層された多層膜（２層構造）により構成されている。言い換えると、この酸化物半導体層１５Ａも酸化物半導体層１５と同様に、キャリア供給層１５２およびキャリア走行層１５１を１層ずつ有するシングルへテロ構造を用いて構成されている。
【００６２】
また、図１１（Ｂ）に示したように、このＴＦＴ１ＡにおいてもＴＦＴ１と同様に、キャリア供給層１５２における伝導帯下端準位Ｅｃ２が、キャリア走行層１５１における伝導帯下端準位Ｅｃ１よりもエネルギー的に高くなるように設定されている（Ｅｃ２＞Ｅｃ１）。なお、この場合も、価電子帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。
【００６３】
このような構成により本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。なお、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様に、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５２との間に高抵抗層１５０を設け、またこの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにするのが好ましい。
【００６４】
（変形例２）
図１２（Ａ）は、変形例２に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１Ｂ）における酸化物半導体層１５Ｂの断面構成を表したものであり、図１２（Ｂ）は、この酸化物半導体層１５Ｂ付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表したものである。
【００６５】
本変形例のＴＦＴ１Ｂは、上記第１の実施の形態および変形例１とは異なり、キャリアとして正孔（ホール）を用いたものとなっている。具体的には、このＴＦＴ１Ｂは、図１２（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記第１の実施の形態のＴＦＴ１において、キャリアとして電子を用いた酸化物半導体層１５の代わりにキャリアとして正孔を用いた酸化物半導体層１５Ｂを設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。
【００６６】
酸化物半導体層１５Ｂは、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア走行層１５５およびキャリア供給層１５６が積層された多層膜（２層構造）により構成されている。言い換えると、この酸化物半導体層１５Ｂも酸化物半導体層１５と同様に、キャリア供給層１５６およびキャリア走行層１５５を１層ずつ有するシングルへテロ構造を用いて構成されている。
【００６７】
キャリア供給層１５６は、キャリア走行層１５５に対してキャリア（ここでは正孔）を供給する役割を担う酸化物半導体層である。このキャリア供給層１５６を構成する酸化物半導体としては、例えばＡｌxＣｕyＯ1.5x+0.5y（ｘ，ｙ：整数）などが挙げられる。
【００６８】
キャリア走行層１５５は、上記キャリア供給層１５６から供給されるキャリア（正孔）がソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ間で走行するための酸化物半導体層である。すなわち、このキャリア走行層１５５では、キャリア走行層１５１と同様に、キャリア供給層１５６との界面近傍の領域に、ＴＦＴ１Ｂにおけるチャネルが形成される（チャネルを構成する）ようになっている。このようなキャリア走行層１５５を構成する酸化物半導体としては、例えば、Ｃｕ2ＯやＮｉＯなどが挙げられる。
【００６９】
また、図１２（Ｂ）に示したように、この酸化物半導体層１５Ｂでは、キャリア供給層１５６におけるキャリア供給元に対応する価電子帯上端準位Ｅｖ６が、キャリア走行層１５５におけるキャリア供給先に対応する価電子帯上端準位Ｅｖ５よりもエネルギー的に高くなるように設定されている（Ｅｖ６＞Ｅｖ５）。なお、この場合は、伝導帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。また、図中の符号「ｈ」は、キャリアとしての正孔を模式的に示している。
【００７０】
このような構成により本変形例のＴＦＴ１Ｂでは、キャリア供給層１５６からキャリア走行層１５５へとキャリア（正孔ｈ）が供給され、このキャリア走行層１５５内におけるキャリア供給層１５６との界面近傍の領域に、正孔ｈが蓄積される。言い換えると、酸化物半導体層１５Ｂでは、正孔ｈを供給する領域（キャリア供給層１５６）と、正孔ｈが実際に走行する領域（キャリア走行層１５５内におけるキャリア供給層１５６との界面近傍の領域）とが、厚み方向に沿って空間的に分離される。
【００７１】
したがって、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。すなわち、従来と比べて正孔に対する走行散乱を抑えることができ、正孔の移動度を向上させることが可能となる。また、正孔の移動度の向上が可能となることから、ひいてはトランジスタとしての駆動能力を向上させることも可能となる。
【００７２】
なお、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様に、キャリア走行層１５５とキャリア供給層１５６との間に高抵抗層１５０を設け、またこの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにするのが好ましい。これにより、キャリア供給層１５６からキャリア走行層１５５へと正孔を供給する際における、キャリア供給層１５６中のイオン化アクセプタによる正孔に対する散乱を抑えることができ、正孔の移動度を更に向上させることが可能となるからである。
【００７３】
（変形例３）
図１３（Ａ）は、変形例３に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１Ｃ）における酸化物半導体層１５Ｃの断面構成を表したものであり、図１３（Ｂ）は、この酸化物半導体層１５Ｃ付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表したものである。
【００７４】
本変形例のＴＦＴ１Ｃは、図１３（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記変形例２のＴＦＴ１Ｂにおいて、酸化物半導体層１５Ｂ内におけるキャリア走行層１５５およびキャリア供給層１５６の積層順を逆にしたものに対応しており、他の構成は同様となっている。すなわち、本変形例の酸化物半導体層１５Ｃもまた、キャリアとして正孔を用いたものとなっており、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア供給層１５６およびキャリア走行層１５５が積層された多層膜（２層構造）により構成されている。言い換えると、この酸化物半導体層１５Ｃも酸化物半導体層１５と同様に、キャリア供給層１５６およびキャリア走行層１５５を１層ずつ有するシングルへテロ構造を用いて構成されている。
【００７５】
また、図１３（Ｂ）に示したように、このＴＦＴ１ＣにおいてもＴＦＴ１Ｂと同様に、キャリア供給層１５６における価電子帯上端準位Ｅｖ６が、キャリア走行層１５５における価電子帯上端準位Ｅｖ５よりもエネルギー的に高くなるように設定されている（Ｅｖ６＞Ｅｖ５）。なお、この場合も、伝導帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。
【００７６】
このような構成により本変形例においても、上記変形例２と同様の作用により同様の効果を得ることができる。なお、本変形例においても、上記変形例２と同様に、キャリア走行層１５５とキャリア供給層１５６との間に高抵抗層１５０を設け、またこの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにするのが好ましい。
【００７７】
＜３．第２の実施の形態＞
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、上記第１の実施の形態または変形例１〜３における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７８】
図１４（Ａ）は、本実施の形態に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１Ｄ）における酸化物半導体層１５Ｄの断面構成を表したものであり、図１４（Ｂ）は、この酸化物半導体層１５Ｄ付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表したものである。
【００７９】
本実施の形態のＴＦＴ１Ｄは、図１４（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記第１の実施の形態および変形例１〜３（シングルへテロ構造）とは異なり、ダブルへテロ（ＤＨ）構造を用いた酸化物半導体層１５Ｄを備えている。具体的には、この酸化物半導体層１５Ｄは、１つのキャリア供給層１５２の上下に一対のキャリア走行層１５１，１５３を有するダブルへテロ構造を用いて構成されている。すなわち、酸化物半導体層１５Ｄは、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア走行層１５１、キャリア供給層１５２およびキャリア走行層１５３が積層された多層膜（３層構造）により構成されている。
【００８０】
キャリア供給層１５２は、キャリア走行層１５１，１５３に対してキャリア（ここでは電子）を供給する役割を担う酸化物半導体層である。このキャリア供給層１５２を構成する酸化物半導体としては、例えば、ＡｌxＧａyＩｎzＯ1.5x+1.5y+1.5z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）や、ＧａxＩｎyＺｎzＯ1.5x+1.5y+z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）などが挙げられる。
【００８１】
また、図１４（Ｂ）に示したように、この酸化物半導体層１５Ｄでは、キャリア供給層１５２における伝導帯下端準位Ｅｃ２が、キャリア走行層１５１における伝導帯下端準位Ｅｃ１およびキャリア走行層１５３における伝導帯下端準位Ｅｃ３よりもエネルギー的に高くなっている（Ｅｃ２＞Ｅｃ１，Ｅｃ３）。ただし、伝導帯下端準位Ｅｃ１，Ｅｃ３同士については、どちらが高くなっていてもよく、あるいは等しくなっていてもよい。なお、この場合も、価電子帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。
【００８２】
このような構成により本実施の形態のＴＦＴ１Ｄでは、キャリア供給層１５２からキャリア走行層１５１，１５３へとそれぞれ、電子ｅが供給される。これにより、図１４（Ｂ）に示したように、キャリア走行層１５１内においてキャリア供給層１５２との界面近傍の領域に電子ｅが蓄積されると共に、キャリア走行層１５３内においてキャリア供給層１５２との界面近傍の領域に電子ｅが蓄積されるようになる。言い換えると、酸化物半導体層１５Ｄでは、電子ｅを供給する領域（キャリア供給層１５２）と、電子ｅが実際に走行する領域（キャリア走行層１５１，１５３内におけるキャリア供給層１５２との界面近傍の領域）とが、厚み方向に沿って空間的に分離される。
【００８３】
これにより、本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。すなわち、従来と比べて電子に対する走行散乱を抑えることができ、電子の移動度を向上させることが可能となる。
【００８４】
なお、本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様に、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５２との間や、キャリア走行層１５３とキャリア供給層１５２との間に高抵抗層１５０を設け、またこれらの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにするのが好ましい。
【００８５】
＜４．第２の実施の形態の変形例＞
続いて、上記第２の実施の形態の変形例（変形例４〜６）について説明する。なお、第２の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００８６】
（変形例４）
図１５（Ａ）は、変形例４に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１Ｅ）における酸化物半導体層１５Ｅの断面構成を表したものであり、図１５（Ｂ）は、この酸化物半導体層１５Ｅ付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表したものである。
【００８７】
本変形例のＴＦＴ１Ｅは、図１５（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記第２の実施の形態のＴＦＴ１Ｄと同様に、ダブルへテロ構造を用いた酸化物半導体層（酸化物半導体層１５Ｅ）を備えている。すなわち、このＴＦＴ１Ｅは、ＴＦＴ１Ｄにおいて、酸化物半導体層１５Ｄの代わりに酸化物半導体層１５Ｅを設けたものに対応しており、他の構成は同様となっている。
【００８８】
ただし、本変形例の酸化物半導体層１５Ｅは、上記第２の実施の形態の酸化物半導体層１５Ｅとは異なる構成のダブルヘテロ構造を用いたものとなっている。具体的には、この酸化物半導体層１５Ｅは、１つのキャリア走行層１５１の上下に一対のキャリア供給層１５２，１５４を有するダブルへテロ構造を用いて構成されている。すなわち、酸化物半導体層１５Ｅは、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア供給層１５２、キャリア走行層１５１およびキャリア供給層１５４が積層された多層膜（３層構造）により構成されている。
【００８９】
キャリア走行層１５１は、キャリア供給層１５２，１５４から供給されるキャリア（電子）がソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ間で走行するための酸化物半導体層である。すなわち、このキャリア走行層１５１では、キャリア供給層１５２，１５４との界面近傍の領域にそれぞれ、ＴＦＴ１Ｅにおけるチャネルが形成される（チャネルを構成する）ようになっている。このようなキャリア走行層１５１を構成する酸化物半導体としては、例えば、ＡｌxＧａyＩｎzＯ1.5x+1.5y+1.5z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）や、Ｉｎ2Ｏ3、ＧａxＩｎyＺｎzＯ1.5x+1.5y+z（ｘ，ｙ，ｚ：整数）などが挙げられる。
【００９０】
また、図１５（Ｂ）に示したように、この酸化物半導体層１５Ｅでは、キャリア供給層１５２，１５４における伝導帯下端準位Ｅｃ２，Ｅｃ４がそれぞれ、キャリア走行層１５１における伝導帯下端準位Ｅｃ１よりもエネルギー的に高くなっている（Ｅｃ２，Ｅｃ４＞Ｅｃ１）。ただし、伝導帯下端準位Ｅｃ２，Ｅｃ４同士については、どちらが高くなっていてもよく、あるいは等しくなっていてもよい。なお、この場合も、価電子帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。
【００９１】
このような構成により本変形例のＴＦＴ１Ｅでは、キャリア供給層１５２，１５４からキャリア走行層１５１へとそれぞれ、電子ｅが供給される。これにより、図１５（Ｂ）に示したように、キャリア走行層１５１内において、キャリア供給層１５２との界面近傍の領域およびキャリア供給層１５４との界面近傍の領域にそれぞれ、電子ｅが蓄積されるようになる。言い換えると、酸化物半導体層１５Ｅでは、電子ｅを供給する領域（キャリア供給層１５２，１５４）と、電子ｅが実際に走行する領域（キャリア走行層１５１内におけるキャリア供給層１５２，１５４との界面近傍の領域）とが、厚み方向に沿って空間的に分離される。
【００９２】
したがって、本変形例においても、上記第２の実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。なお、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様に、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５２との間や、キャリア走行層１５１とキャリア供給層１５４との間に高抵抗層１５０を設け、またこれらの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにするのが好ましい。
【００９３】
（変形例５）
図１６（Ａ）は、変形例５に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１Ｆ）における酸化物半導体層１５Ｆの断面構成を表したものであり、図１６（Ｂ）は、この酸化物半導体層１５Ｆ付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表したものである。
【００９４】
本変形例のＴＦＴ１Ｆは、上記第２の実施の形態および変形例４とは異なり、キャリアとして正孔（ホール）を用いたものとなっている。具体的には、このＴＦＴ１Ｆは、図１６（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記第２の実施の形態のＴＦＴ１Ｄにおいて、キャリアとして電子を用いた酸化物半導体層１５Ｄの代わりにキャリアとして正孔を用いた酸化物半導体層１５Ｆを設けたものに対応し、他の構成は同様となっている。
【００９５】
酸化物半導体層１５Ｆは、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア供給層１５６、キャリア走行層１５５およびキャリア供給層１５７が積層された多層膜（３層構造）により構成されている。すなわち、この酸化物半導体層１５Ｆも酸化物半導体層１５Ｄと同様に、１つのキャリア走行層１５５の上下に一対のキャリア供給層１５６，１５７を有するダブルへテロ構造を用いて構成されている。
【００９６】
キャリア供給層１５７は、キャリア供給層１５６と同様に、キャリア走行層１５５に対してキャリア（ここでは正孔）を供給する役割を担う酸化物半導体層である。このキャリア供給層１５７を構成する酸化物半導体としては、例えばＡｌxＣｕyＯ1.5x+0.5y（ｘ，ｙ：整数）などが挙げられる。
【００９７】
また、図１６（Ｂ）に示したように、この酸化物半導体層１５Ｆでは、キャリア供給層１５６，１５７における価電子帯上端準位Ｅｖ６，Ｅｖ７がそれぞれ、キャリア走行層１５５における価電子帯上端準位Ｅｖ５よりもエネルギー的に高くなっている（Ｅｖ６，Ｅｖ７＞Ｅｖ５）。ただし、価電子帯上端準位Ｅｖ６，Ｅｖ７同士については、どちらが高くなっていてもよく、あるいは等しくなっていてもよい。なお、この場合も、伝導帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。
【００９８】
このような構成により本変形例のＴＦＴ１Ｆでは、キャリア供給層１５６，１５７からキャリア走行層１５５へとそれぞれ、正孔ｈが供給される。これにより、図１６（Ｂ）に示したように、キャリア走行層１５５内において、キャリア供給層１５６との界面近傍の領域およびキャリア供給層１５７との界面近傍の領域にそれぞれ、正孔ｈが蓄積されるようになる。言い換えると、酸化物半導体層１５Ｆでは、正孔ｈを供給する領域（キャリア供給層１５６，１５７）と、正孔ｈが実際に走行する領域（キャリア走行層１５５内におけるキャリア供給層１５６，１５７との界面近傍の領域）とが、厚み方向に沿って空間的に分離される。
【００９９】
したがって、本変形例においても、上記第２の実施の形態と同様の作用により同様の効果を得ることができる。すなわち、従来と比べて正孔に対する走行散乱を抑えることができ、正孔の移動度を向上させることが可能となる。
【０１００】
なお、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様に、キャリア走行層１５５とキャリア供給層１５６との間や、キャリア走行層１５５とキャリア供給層１５７との間に高抵抗層１５０を設け、またこれらの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにするのが好ましい。
【０１０１】
（変形例６）
図１７（Ａ）は、変形例６に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１Ｇ）における酸化物半導体層１５Ｇの断面構成を表したものであり、図１７（Ｂ）は、この酸化物半導体層１５Ｇ付近の層構造でのエネルギーバンド構造例を表したものである。
【０１０２】
本変形例のＴＦＴ１Ｇは、図１７（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記変形例５のＴＦＴ１Ｆと同様に、キャリアとして正孔を用いたものとなっていると共に、ダブルへテロ構造を用いた酸化物半導体層（酸化物半導体層１５Ｇ）を備えている。すなわち、このＴＦＴ１Ｇは、ＴＦＴ１Ｆにおいて、酸化物半導体層１５Ｆの代わりに酸化物半導体層１５Ｇを設けたものに対応しており、他の構成は同様となっている。
【０１０３】
ただし、本変形例の酸化物半導体層１５Ｇは、上記変形例５の酸化物半導体層１５Ｆとは異なる構成のダブルヘテロ構造を用いたものとなっている。具体的には、この酸化物半導体層１５Ｇは、１つのキャリア供給層１５６の上下に一対のキャリア走行層１５５，１５８を有するダブルへテロ構造を用いて構成されている。すなわち、酸化物半導体層１５Ｇは、ゲート絶縁膜１４側から順に、キャリア走行層１５５、キャリア供給層１５６およびキャリア走行層１５８が積層された多層膜（３層構造）により構成されている。
【０１０４】
キャリア走行層１５８は、キャリア走行層１５５と同様に、キャリア供給層１５６から供給されるキャリア（正孔）がソース・ドレイン電極１７Ａ，１７Ｂ間で走行するための酸化物半導体層である。すなわち、このキャリア走行層１５８では、キャリア走行層１５５と同様に、キャリア供給層１５６との界面近傍の領域に、ＴＦＴ１Ｇにおけるチャネルが形成される（チャネルを構成する）ようになっている。このようなキャリア走行層１５８を構成する酸化物半導体としては、例えば、Ｃｕ2Ｏ，ＮｉＯなどが挙げられる。
【０１０５】
また、図１７（Ｂ）に示したように、この酸化物半導体層１５Ｇでは、キャリア供給層１５６における価電子帯上端準位Ｅｖ６が、キャリア走行層１５５における価電子帯上端準位Ｅｖ５およびキャリア走行層１５８における価電子帯上端準位Ｅｖ８よりもエネルギー的に高くなっている（Ｅｖ６＞Ｅｖ５，Ｅｖ８）。ただし、価電子帯上端準位Ｅｖ５，Ｅｖ８同士については、どちらが高くなっていてもよく、あるいは等しくなっていてもよい。なお、この場合も、伝導帯側のエネルギーバンド構造については、どのような構造となっていてもよい。
【０１０６】
このような構成により本変形例のＴＦＴ１Ｇでは、キャリア供給層１５６からキャリア走行層１５５，１５８へとそれぞれ、正孔ｈが供給される。これにより、図１７（Ｂ）に示したように、キャリア走行層１５５内においてキャリア供給層１５６との界面近傍の領域に正孔ｈが蓄積されると共に、キャリア走行層１５８内においてキャリア供給層１５６との界面近傍の領域に正孔ｈが蓄積されるようになる。言い換えると、酸化物半導体層１５Ｇでは、正孔ｈを供給する領域（キャリア供給層１５６）と、正孔ｈが実際に走行する領域（キャリア走行層１５５，１５８内におけるキャリア供給層１５６との界面近傍の領域）とが、厚み方向に沿って空間的に分離される。
【０１０７】
したがって、本変形例においても、上記第２の実施の形態等と同様の作用により同様の効果を得ることができる。すなわち、従来と比べて正孔に対する走行散乱を抑えることができ、正孔の移動度を向上させることが可能となる。
【０１０８】
なお、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様に、キャリア走行層１５５とキャリア供給層１５６との間や、キャリア走行層１５８とキャリア供給層１５６との間に高抵抗層１５０を設け、またこれらの高抵抗層１５０の厚みを最適化するようにするのが好ましい。
【０１０９】
＜５．各実施の形態および変形例に共通の変形例＞
続いて、これまで説明した第１，第２の実施の形態および変形例１〜６に共通の変形例（変形例７）について説明する。なお、これらの実施の形態等における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【０１１０】
（変形例７）
図１８は、変形例７に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ２）の断面構成を表したものである。このＴＦＴ２は、基板１１上に絶縁膜１２を間にして、酸化物半導体層１５（あるいは酸化物半導体層１５Ａ〜１５Ｇ）、ゲート絶縁膜１４およびゲート電極１３をこの順に備えたものである。すなわち、本変形例のＴＦＴ２は、これまで説明したボトムゲート型（逆スタガー構造）のＴＦＴとは異なり、いわゆるトップゲート型（スタガー構造）のＴＦＴとなっている。
【０１１１】
このように、本発明は、ボトムゲート型のＴＦＴには限られず、トップゲート型のＴＦＴにも適用することが可能である。したがって、本変形例においても、上記実施の形態等と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
【０１１２】
＜６．適用例＞
続いて、上記第１，第２の実施の形態および変形例１〜７に係る薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１，１Ａ〜１Ｇ，２）の表示装置および電子機器への適用例について説明する。
【０１１３】
［表示装置への適用例］
図１９は、有機ＥＬディスプレイとして用いられる表示装置（有機ＥＬ素子を用いて構成された表示装置３）の構成例を表すものである。この表示装置３は、例えば、ＴＦＴ基板（前述した基板１１）上に、表示素子としての有機ＥＬ素子（有機電界発光素子）を含む複数の画素ＰＸＬＣがマトリクス状に配置されてなる表示領域３０を有している。この表示領域３０の周辺には、信号線駆動回路としての水平セレクタ（ＨＳＥＬ）３１と、走査線駆動回路としてのライトスキャナ（ＷＳＣＮ）３２と、電源線駆動回路としての電源スキャナ（ＤＳＣＮ）３３とが設けられている。
【０１１４】
表示領域３０において、列方向には複数（整数ｎ個）の信号線ＤＴＬ１〜ＤＴＬｎが配置され、行方向には、複数（整数ｍ個）の走査線ＷＳＬ１〜ＷＳＬｍおよび電源線ＤＳＬ１〜ＤＳＬｍがそれぞれ配置されている。また、各信号線ＤＴＬと各走査線ＷＳＬとの交差点に、各画素ＰＸＬＣ（赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）に対応する画素のいずれか１つ）が設けられている。各信号線ＤＴＬは水平セレクタ３１に接続され、この水平セレクタ３１から各信号線ＤＴＬへ映像信号が供給されるようになっている。各走査線ＷＳＬはライトスキャナ３２に接続され、このライトスキャナ３２から各走査線ＷＳＬへ走査信号（選択パルス）が供給されるようになっている。各電源線ＤＳＬは電源スキャナ３３に接続され、この電源スキャナ３３から各電源線ＤＳＬへ電源信号（制御パルス）が供給されるようになっている。
【０１１５】
図２０は、画素ＰＸＬＣにおける回路構成例を表したものである。各画素ＰＸＬＣは、有機ＥＬ素子３Ｄを含む画素回路４０を有している。この画素回路４０は、サンプリング用トランジスタ３Ａおよび駆動用トランジスタ３Ｂと、保持容量素子３Ｃと、有機ＥＬ素子３Ｄとを有するアクティブ型の駆動回路である。そして、これらのトランジスタ３Ａ，３Ｂは、上記実施の形態等の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ１，１Ａ〜１Ｇ，２）により構成されている。
【０１１６】
サンプリング用トランジスタ３Ａは、そのゲートが対応する走査線ＷＳＬに接続され、そのソースおよびドレインのうちの一方が対応する信号線ＤＴＬに接続され、他方が駆動用トランジスタ３Ｂのゲートに接続されている。駆動用トランジスタ３Ｂは、そのドレインが対応する電源線ＤＳＬに接続され、ソースが有機ＥＬ素子３Ｄのアノードに接続されている。また、この有機ＥＬ素子３Ｄのカソードは、接地配線３Ｈに接続されている。なお、この接地配線３Ｈは、全ての画素ＰＸＬＣに対して共通に配線されている。保持容量素子３Ｃは、駆動用トランジスタ３Ｂのソースとゲートとの間に配置されている。
【０１１７】
サンプリング用トランジスタ３Ａは、走査線ＷＳＬから供給される走査信号（選択パルス）に応じて導通することにより、信号線ＤＴＬから供給される映像信号の信号電位をサンプリングし、保持容量素子３Ｃに保持するものである。駆動用トランジスタ３Ｂは、所定の第１電位（図示せず）に設定された電源線ＤＳＬから電流の供給を受け、保持容量素子３Ｃに保持された信号電位に応じて、駆動電流を有機ＥＬ素子３Ｄへ供給するものである。有機ＥＬ素子３Ｄは、この駆動用トランジスタ３Ｂから供給された駆動電流により、映像信号の信号電位に応じた輝度で発光するようになっている。
【０１１８】
この表示装置３では、走査線ＷＳＬから供給される走査信号（選択パルス）に応じてサンプリング用トランジスタ３Ａが導通することにより、信号線ＤＴＬから供給された映像信号の信号電位がサンプリングされ、保持容量素子３Ｃに保持される。また、上記第１電位に設定された電源線ＤＳＬから駆動用トランジスタ３Ｂへ電流が供給され、保持容量素子３Ｃに保持された信号電位に応じて、駆動電流が有機ＥＬ素子３Ｄ（赤色、緑色および青色の各有機ＥＬ素子）へ供給される。そして、各有機ＥＬ素子３Ｄは、供給された駆動電流により、映像信号の信号電位に応じた輝度で発光する。これにより、表示装置３において、映像信号に基づく映像表示がなされる。
【０１１９】
［電子機器への適用例］
次に、上記した表示装置の電子機器への適用例について説明する。上記表示装置は、テレビジョン装置，デジタルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、上記表示装置は、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１２０】
（モジュール）
上記表示装置は、例えば図２１に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、例えば、基板１１の一辺に、封止用基板５０から露出した領域２１０を設け、この露出した領域２１０に、水平セレクタ３１、ライトスキャナ３２および電源スキャナ３３の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。この外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
【０１２１】
（適用例１）
図２２は、上記表示装置が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００が上記表示装置により構成されている。
【０１２２】
（適用例２）
図２３は、上記表示装置が適用されるデジタルカメラの外観を表したものである。このデジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有しており、この表示部４２０が上記表示装置により構成されている。
【０１２３】
（適用例３）
図２４は、上記表示装置が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有しており、この表示部５３０が上記表示装置により構成されている。
【０１２４】
（適用例４）
図２５は、上記表示装置が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有している。そして、この表示部６４０が上記表示装置により構成されている。
【０１２５】
（適用例５）
図２６は、上記表示装置が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。そして、これらのうちのディスプレイ７４０またはサブディスプレイ７５０が、上記表示装置により構成されている。
【０１２６】
＜７．その他の変形例＞
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【０１２７】
例えば、上記適用例では、本発明の薄膜トランジスタの表示装置への適用例として、有機ＥＬ素子を用いて構成された表示装置（有機ＥＬ表示装置）を挙げて説明したが、この場合には限られない。すなわち、本発明の薄膜トランジスタは、有機ＥＬ表示装置以外の他の種類の表示装置（例えば、表示素子として液晶素子を用いて構成された液晶表示装置や、表示素子として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）を用いて構成されたＬＥＤ表示装置など）にも適用することが可能である。
【０１２８】
また、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。
【符号の説明】
【０１２９】
１，１Ａ〜１Ｇ，２…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、１１…基板、１２…絶縁膜、１３…ゲート電極、１４…ゲート絶縁膜、１５，１５Ａ〜１５Ｇ…酸化物半導体層、１５０…高抵抗層、１５１，１５３，１５５，１５８…キャリア走行層、１５２，１５４，１５６，１５７…キャリア供給層、１６…チャネル保護膜、１７Ａ，１７Ｂ…ソース・ドレイン電極、１８…保護膜、１８Ａ，１８Ｂ…貫通電極、１８０Ａ，１８０Ｂ…貫通孔、１９Ａ，１９Ｂ…配線、３…表示装置、３Ａ…サンプリング用トランジスタ、３Ｂ…駆動用トランジスタ、３Ｃ…保持容量素子、３Ｄ…有機ＥＬ素子（有機電界発光素子）、３Ｈ…接地配線、３０…表示領域、３１…水平セレクタ、３２…ライトスキャナ、３３…電源スキャナ、４０…画素回路、ＥF…フェルミエネルギー、Ｅｃ０，Ｅｃ１〜Ｅｃ８…伝導帯下端準位、Ｅｖ０，Ｅｖ１〜Ｅｖ８…価電子帯上端準位、ｅ…電子、ｈ…ホール、ＰＸＬＣ…画素、ＤＴＬ…信号線、ＷＳＬ…走査線、ＤＳＬ…電源線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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