(57)【要約】【課題】コストを低減した紫外線センサを提供する。【解決手段】紫外線センサ素子として、酸化物半導体トランジスタを用い、且つそのドレイン電極をくし型形状とすることで、ドレイン電極とチャネル領域の境界の長さをソース電極とチャネル領域の境界の長さより大きくとっている。これによって酸化物半導体トランジスタのゲート幅をあまり大きくせずに、オフ電流を増加させることが可能となり、紫外線センサの感度を向上させることができる。そして素子面積の縮小が可能となり紫外線センサのコスト低減に貢献できる。【選択図】図１
2016001737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物半導体素子に紫外線を照射することによって発生する電流の値によって紫外線強度を計測する紫外線センサにおいて、
前記酸化物半導体素子はトランジスタ構造を有し、前記酸化物半導体素子のドレイン電極はくし型形状を有することを特徴とした紫外線センサ。
【請求項２】
酸化物半導体素子に紫外線を照射することによって発生する電流の値によって紫外線強度を計測する紫外線センサにおいて、
前記酸化物半導体素子はトランジスタ構造を有し、前記酸化物半導体素子のドレイン電極とチャネル領域の境界の長さは前記酸化物半導体素子のソース電極と前記チャネル領域の境界の長さより長いことを特徴とする紫外線センサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記酸化物半導体素子はボトムゲート型トランジスタであることを特徴とする紫外線センサ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記酸化物半導体は、Ｉｎ、Ｇａ、およびＺｎを含むことを特徴とする紫外線センサ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の紫外線センサを有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は酸化物半導体を用いた紫外線センサに関するものであり、特に酸化物半導体トランジスタのオフ電流を用いた紫外線センサに関するものである。また、紫外線センサを用いた電子機器に関するものである。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００２】
近年、世界規模でスマートフォンが普及している。スマートフォンは単なる携帯電話ではなく、通信機能を備えた小型コンピュータとして、ＴＶ機能、ゲーム機能など様々な機能を有している。このようなスマートフォンには様々なセンサが搭載されている。ディスプレイ画面から入力を行うタッチセンサは必須であるほかに、光強度を検出する光センサや、指紋認証を行うセンサなどが搭載されている。今後の方向として、健康管理に関するセンサ機能がスマートフォンに搭載される可能性があり、その中で紫外線センサの要望がある。
【０００３】
紫外線センサとしてはいろいろな提案がなされている。１つは特許文献１に示すようなシリコンを用いた紫外線センサがある。特許文献１ではバンドギャップが１．１ｅＶ程度のシリコンをフォトダイオードに用いて紫外線センサを構成している。しかし、シリコンを用いたフォトダイオードでは温度の上昇に対する暗電流の増加が激しく、使用できる温度範囲が狭いといった問題点がある。
【０００４】
また、シリコンを用いたフォトダイオードは可視光領域においても光に反応し電流が流れるため、選択的に紫外線をフォトダイオードに照射するためのフィルタが必要になり、紫外線センサのコストアップになっていた。
【０００５】
一方で酸化物半導体を用いた紫外線センサが提案されている。酸化物半導体、例えば、Ｉｎ−Ｇａ―Ｚｎ酸化物は、バンドギャップが３．２ｅＶ程度と大きく、酸化物半導体を用いたトランジスタ（以下、酸化物半導体トランジスタと呼ぶ場合がある。）は極めて小さいオフ電流を有することが知られている。なお、「オフ電流」とはトランジスタがオフ状態のときに、ドレインとソース間に流れる電流のことである。また、ドレインとソース間に流れる電流を「ドレイン電流」ともいう。
【０００６】
また、そのオフ電流が紫外線を照射することによって増加することも知られている。それ故に、紫外線照射時のオフ電流を検出することによって、紫外線の強度を推定することが可能になる。図１１は酸化物半導体トランジスタのゲート電圧（Ｖｇ）−ドレイン電流（Ｉｄ）特性を説明する模式図である。曲線１１０１は紫外線非照射時の特性であり、曲線１１０２は紫外線照射時の特性を示している。図１１が示すように酸化物半導体トランジスタのオフ電流は紫外線照射によって増加する。図１２は照射する光の波長に対して酸化物半導体トランジスタのオフ電流がどのように変化するかを示した図である。
【０００７】
この測定は、室温、及び乾燥雰囲気下にて、３００Ｗのキセノン光源（商品名：朝日分光ＭＡＸ−３０２）を用い、バンドパスフィルターにより波長が制御された光を、トランジスタに照射した状態で行った。また、分光放射照度計（ウシオ電機ＵＳＲ−４５）を用いて単位波長あたりの放射照度を測定しながら、当該放射照度が一定になるように、トランジスタへの光の照射を行ったものである。
【０００８】
図１２が示すように可視光領域でオフ電流はほとんど増加せず、紫外線領域でオフ電流が増加するのがわかる。したがって専用のフィルタを具備せずとも紫外線センサを構成することが可能であり、フィルタにかかわるコストを低減することが可能である。
【０００９】
紫外線センサに酸化物半導体を使用した例として、以下の特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−６７３３１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３９０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述したように、酸化物半導体トランジスタのオフ電流は紫外線照射によって値が変化する。その電流値を検出することによって、紫外線センサを構成することが可能である。しかし、そのオフ電流は値が非常に小さく、紫外線検出のためにはゲート幅Ｗの大きな酸化物半導体トランジスタを作る必要があり、紫外線センサのチップ面積の増加、およびそれに伴う製造コストの増加を招いていた。図２に、従来の酸化物半導体トランジスタ２００の平面図を示す。図２に示すように従来の酸化物半導体トランジスタ２００はゲート電極２０２、活性層２０１に対してドレイン電極２０３とソース電極２０４が対称な形となっている。
【００１２】
図１３は紫外線強度とオフ電流の関係を示した図である。Ｌをゲート長、Ｗをゲート幅としたときに、酸化物半導体のトランジスタとしてＬ／Ｗ＝３μｍ／１００００μｍのトランジスタを用い、紫外線は３５０ｎｍの波長を照射している。図１３において、紫外線照射強度が１ｍＷ／ｃｍ２の時、ソース−ドレイン間電圧Ｖｄｓ＝１０Ｖにおいてそのオフ電流値は１ｐＡ程度である。ノイズの影響などを考慮するとセンサ回路を構成する際にセンサ電流（紫外線照射によって得られるオフ電流）はさらに多いことが望ましい。
【００１３】
例えば、センサ電流を図１３の値の１００倍程度にする場合、図１３で用いた酸化物半導体トランジスタのゲート幅Ｗは１００００μｍであるため、単純にゲート幅Ｗを大きくしてセンサ電流を１００倍大きくするとゲート幅Ｗの値は１００００００μｍとなってしまい、トランジスタの面積の大幅な増加を招いてしまうという課題がある。
【００１４】
上述したような技術背景のもと、本発明の一態様は、使用可能な温度範囲の広い紫外線センサの提供を課題の一つとする。あるいは、本発明の一態様はフィルタを使用せずにその分のコストを低減した紫外線センサの提供を課題の一つとする。あるいは、本発明の一態様は紫外線に対する受光感度を高め、トランジスタのサイズを縮小し、チップ面積を縮小した紫外線センサの提供を課題の一とする。
【００１５】
また、本発明の一態様は、使用可能な温度範囲の広い紫外線センサを用いた電子機器の提供を課題の一つとする。あるいは、本発明の一態様はフィルタを使用せずにその分のコストを低減した紫外線センサを用いた電子機器の提供を課題の一つとする。あるいは、本発明の一態様は紫外線に対する受光感度を高め、トランジスタのサイズを縮小し、チップ面積を縮小した紫外線センサを用いた電子機器の提供を課題の一とする。
【００１６】
または、本発明の一態様は、新規な半導体装置などを提供することを課題とする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一態様は、酸化物半導体素子に紫外線を照射することによって発生する電流の値によって紫外線強度を計測する紫外線センサにおいて、上記酸化物半導体素子はトランジスタ構造を有し、酸化物半導体素子のドレイン電極はくし型形状を有することを特徴としている。
【００１８】
本発明の一態様は、酸化物半導体素子に紫外線を照射することによって発生する電流の値によって紫外線強度を計測する紫外線センサにおいて、上記酸化物半導体素子はトランジスタ構造を有し、酸化物半導体素子のドレイン電極とチャネル領域の境界の長さは酸化物半導体素子のソース電極とチャネル領域の境界の長さより長いことを特徴としている。
【００１９】
上記において、トランジスタはボトムゲート型トランジスタである。
【００２０】
上記において、酸化物半導体は、Ｉｎ、Ｇａ、およびＺｎを含む。
【００２１】
本発明の一態様は上記紫外線センサを有する電子機器である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様により、使用可能な温度範囲の広い紫外線センサを提供することができる。あるいは、本発明の一態様により、フィルタを使用せずにその分のコストを低減した紫外線センサを提供することができる。あるいは、本発明の一態様により、紫外線に対する受光感度を高め、トランジスタのサイズを縮小し、チップ面積を縮小した紫外線センサを提供することができる。
【００２３】
また、本発明の一態様により、使用可能な温度範囲の広い紫外線センサを用いた電子機器を提供することができる。あるいは、本発明の一態様により、フィルタを使用せずにその分のコストを低減した紫外線センサを用いた電子機器を提供することができる。あるいは、本発明の一態様により、紫外線に対する受光感度を高め、トランジスタのサイズを縮小し、チップ面積を縮小した紫外線センサを用いた電子機器を提供することができる。または、新規な半導体装置などを提供することが出来る。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】酸化物半導体トランジスタの平面図。
【図２】酸化物半導体トランジスタの平面図。
【図３】酸化物半導体トランジスタの平面図。
【図４】酸化物半導体トランジスタの平面図および断面図。
【図５】酸化物半導体トランジスタの平面図。
【図６】センサ素子を用いた紫外線検出回路を示す図。
【図７】紫外線検出回路のタイミングチャート。
【図８】紫外線センサとマイクロコントローラを組み合わせた図。
【図９】携帯通信機器のブロック図。
【図１０】紫外線センサの断面図。
【図１１】酸化物半導体の特性を示す図。
【図１２】従来のセンサ素子の電流特性を示す図。
【図１３】従来のセンサ素子の電流特性を示す図。
【図１４】センサ素子パッケージの構成例を示す図。
【図１５】応用製品の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及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。したがって、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。
【００２６】
なお、本発明の一態様に係るセンサ回路は、集積回路、ＲＦタグ、半導体表示装置など、あらゆる半導体装置に用いることができる。また、本発明の一態様は、センサ回路が用いられた上記半導体装置を、その範疇に含む。なお、集積回路には、マイクロプロセッサ、画像処理回路、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコントローラを含むＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）やＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ  ＰＬＤ）などのプログラマブル論理回路（ＰＬＤ：Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ）が、その範疇に含まれる。また、半導体表示装置には、液晶表示装置、有機発光素子に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、電子ペーパー、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などが、その範疇に含まれる。
【００２７】
また、ソースおよびドレインの機能は、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、動作条件などによって互いに入れ替わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。このため、本明細書においては、ソースおよびドレインの用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００２８】
（実施の形態１）
（本発明の一態様の技術）
以下では図２の平面図に示す従来の酸化物半導体トランジスタ２００の図と比較をしながら説明をおこなう。図２に示す酸化物半導体トランジスタ２００は、ゲート電極２０２、活性層２０１、ドレイン電極２０３、ソース電極２０４を有する。図２は最小加工寸法をａ（μｍ）としたときに、チャネル長Ｌをａ（μｍ）、チャネル幅Ｗを２５ａ（μｍ）、活性層２０１の大きさを５ａ（μｍ）×２５ａ（μｍ）とした図である。酸化物半導体トランジスタ２００の構造はボトムゲート型であり、活性層２０１のチャネル領域に紫外線を照射し、ドレインとソース間に流れる電流を計測することにより、紫外線強度を求めるものである。図２においては、ドレイン電極２０３とチャネル領域との境界２０５の長さはチャネル幅と同じく２５ａ（μｍ）となる。なお、本明細書などにおいて、ドレイン電極とチャネル領域との境界の長さとは、ドレイン電極の活性層と重なる辺の全長をいう。また、ソース電極とチャネル領域との境界の長さとは、ソース電極の活性層と重なる辺の全長をいう。
【００２９】
図１に示す本発明の一態様の酸化物半導体トランジスタ１００は、ゲート電極１０２、活性層１０１、ドレイン電極１０３、ソース電極１０４を有する。酸化物半導体トランジスタ１００はドレイン電極１０３の形状をくし型として、ドレイン電極１０３と活性層１０１のチャネル領域の境界１０５の長さをソース電極１０４とチャネル領域との境界の長さより大きくとっている。図１において、ドレイン電極の形状はくし型を例として説明しているが、くし型には限定されない。たとえばドレイン電極とチャネル領域の境界の形状は波型、のこぎり型、三角波型など様々な形状を示しても良い。トランジスタのオフ電流（トランジスタがオフ状態の時にドレインとソース間に流れる電流）は、チャネル領域とドレインの境界の長さにその値が依存する。これは、オフ電流を決めるのはチャネル領域の抵抗ではなく、ドレイン電極１０３とチャネル領域の境界の状態によるからである。図１に示す酸化物半導体トランジスタ１００は図２に示す酸化物半導体トランジスタ２００と同様に、最小加工寸法をａ（μｍ）とし、チャネル幅Ｗを２５ａ（μｍ）としたボトムゲート構造としている。なお、活性層１０１の大きさを１１ａ（μｍ）×２５ａ（μｍ）としている。
【００３０】
図１に示す酸化物半導体トランジスタ１００では、ドレイン電極をくし型とし、くしを構成する歯（凸部）の長さを６ａ（μｍ）、歯の幅をａ（μｍ）、歯と歯の間隔をａ（μｍ）としている。またくしの段数を１２段（歯の数を１１）とすることによってドレイン電極１０３とチャネル領域の境界１０５の長さを１６９ａ（μｍ）とすることができる。この値は図２に示す従来例の酸化物半導体トランジスタの６．７６倍である。このようにドレイン電極１０３の形状をくし型形状とすることによってオフ電流を数倍に大きくすることができる。また、くしを構成する歯の長さを最小加工寸法のａ（μｍ）としてもドレイン電極とチャネル領域の境界の長さは図２に示した形状の境界の長さの１．９６倍とすることが可能となる。
【００３１】
一方、図２に示す従来の形状のトランジスタ活性層の面積が５ａ（μｍ）×２５ａ（μｍ）＝１２５ａ２（μｍ２）であるのに対して、図１に示す本発明の一態様の酸化物半導体トランジスタの活性層の面積は１１ａ（μｍ）×２５ａ（μｍ）＝２７５ａ２（μｍ２）と２．２倍に増加したのみである。従来の形状で、オフ電流を６．７６倍に増加させるためには活性層の面積を６．７６倍にしなければならなかったが、本実施の形態に示した形状を採用することによって、活性層の面積増加を２倍程度に抑えることができる。このように本発明の一態様を採用することによって紫外線センサ素子のチップサイズを縮小し、コストを低減した紫外線センサを提供できる。また追加のフィルタを必要とせず、高温環境においても、リーク電流が少ない紫外線センサを提供できる。
【００３２】
また、図３に示す酸化物半導体トランジスタ３００のように、ドレイン電極３０３にさらに細かい凹凸を設けて、チャネル領域とドレイン電極の界面３０５の長さをより長くすることも可能である。酸化物半導体トランジスタ３００は、ゲート電極３０２、活性層３０１、ドレイン電極３０３、ソース電極３０４を有する。特に、図３に示すような形状は、さらに微細化が可能になった際には有効である。
【００３３】
例えば、本発明の一形態において、様々な基板を用いて、トランジスタを形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
【００３４】
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタを形成してもよい。または、基板とトランジスタの間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタは耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
【００３５】
つまり、ある基板を用いてトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板の一例としては、上述したトランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
【００３６】
例えば、本明細書等において、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合と、ＸとＹとが直接接続されている場合とを含むものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。
【００３７】
ここで、Ｘ、Ｙは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【００３８】
ＸとＹとが電気的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオード、表示素子、発光素子、負荷など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、スイッチは、オンオフが制御される機能を有している。つまり、スイッチは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有している。または、スイッチは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有している。
【００３９】
ＸとＹとが機能的に接続されている場合の一例としては、ＸとＹとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅または電流量などを大きく出来る回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＸとＹとの間に１個以上接続されることが可能である。なお、一例として、ＸとＹとの間に別の回路を挟んでいても、Ｘから出力された信号がＹへ伝達される場合は、ＸとＹとは機能的に接続されているものとする。
【００４０】
なお、ＸとＹとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＸとＹとが電気的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＸとＹとが機能的に接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＸとＹとが直接接続されている場合（つまり、ＸとＹとの間に別の素子又は別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
【００４１】
なお、例えば、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１を介して（又は介さず）、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２を介して（又は介さず）、Ｙと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース（又は第１の端子など）が、Ｚ１の一部と直接的に接続され、Ｚ１の別の一部がＸと直接的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）が、Ｚ２の一部と直接的に接続され、Ｚ２の別の一部がＹと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
【００４２】
例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（又は第１の端子など）は、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Ｘは、トランジスタのソース（又は第１の端子など）とドレイン（又は第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（又は第１の端子など）、トランジスタのドレイン（又は第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（又は第１の端子など）と、ドレイン（又は第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２は、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。なお、回路図上は独立している構成要素同士が電気的に接続しているように図示されている場合であっても、１つの構成要素が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合もある。例えば配線の一部が電極としても機能する場合は、一の導電膜が、配線の機能、及び電極の機能の両方の構成要素の機能を併せ持っている。したがって、本明細書における電気的に接続とは、このような、一の導電膜が、複数の構成要素の機能を併せ持っている場合も、その範疇に含める。
【００４３】
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、本発明の一態様として、紫外線センサに適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、紫外線センサに適用しなくてもよい。例えば、本発明の一態様は、別のセンサに適用してもよい。または、例えば、本発明の一態様は、電流の大きさを制御するトランジスタに適用してもよい。
【００４４】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図４（Ａ）に示すのは図１乃至図３に示した酸化物半導体トランジスタとは異なる形状を持つトランジスタの平面図である。図４（Ａ）に示すトランジスタ４００はゲート電極４０１、活性層４０２、ドレイン電極４０３、ソース電極４０４、上部配線４１１、ドレイン引き出し電極４０９、ソース引き出し電極４１０、ゲート引き出し電極４０８を有する。また図４（Ｂ）にトランジスタ４００の断面図を示す。トランジスタ４００は、上記に加えてゲート絶縁膜４０５、第一の層間膜４０６、第二の層間膜４０７を有し、ゲート電極４０１は引き出し電極４０８に接続され、ドレイン電極４０３は引き出し電極４０９に接続され、ソース電極４０４は第一の層間膜４０６上に形成された上部配線４１１を介して引き出し電極４１０に接続されている。ドレイン電極４０３とソース電極４０４は同じ層によって構成されている。そのため、ソース電極４０４を外部に引き出すにはドレイン電極４０３と交差させる必要がある。そのため、図４（Ａ）および（Ｂ）では、第一の層間膜４０６のソース電極４０４と重なる領域に開口を形成し、当該開口においてソース電極４０４と上部配線４１１を接続している。また、第一の層間膜４０６の引き出し電極４１０と重なる領域に開口を形成し、当該開口において引き出し電極４１０と上部配線４１１を接続している。トランジスタ４００のような形状は、ドランジスタの耐圧を向上させたい時などに採用される。
【００４６】
図４の構造をとる場合、ドレイン電極４０３のソース電極４０４側の外縁部の長さをソース電極４０４の外縁部の長さの２倍とすればチャネル領域とドレイン電極の界面の長さはチャネル領域とソース電極の界面の長さの２倍となる。この例においても本発明の一態様を適用することによって、さらにチャネル領域とドレイン電極の境界の長さを２倍を超えて長くすることが可能である。
【００４７】
図５に示すトランジスタ５００はドレイン電極がソース電極を取り囲んだ形状の本発明の一態様の酸化物半導体トランジスタである。図５の平面図に示すトランジスタ５００はゲート電極５０１、活性層５０２、ドレイン電極５０３、ソース電極５０４、ゲート引き出し電極５０５、ドレイン引き出し電極５０６、ソース引き出し電極５０７、上部配線５０８を有するトランジスタである。図５に示すトランジスタ５００は、ドレイン電極５０３の形状をくし型かつソース電極５０４を取り囲む形状とすることによって、チャネル領域とドレイン電極の境界５０９の長さを長くとる構造としている。図５において、ドレイン電極の形状はくし型を例として説明しているが、くし型には限定されない。たとえばドレイン電極とチャネル領域の境界の形状は波型、のこぎり型、三角波型など様々な形状を示しても良い。
【００４８】
図５に示すａ（μｍ）の値を最小加工寸法とすると、境界５０９の長さは２９６ａ（μｍ）となる。一方で図４（Ａ）に示した形状のドレイン電極とチャネル領域の境界４１２の長さは８０ａ（μｍ）となり、本発明の一態様を採用することによって３．７倍の長さを確保することが可能となる。このようにして、本発明の一態様の酸化物半導体トランジスタを用いた紫外線センサでは、小さな面積で大きなオフ電流を得ることができ、紫外線センサのチップ面積縮小に貢献できる。なお、図５に示す酸化物半導体トランジスタの断面構造は図４（Ｂ）に示したものと同様である。このように本発明の一態様を採用することによって紫外線センサ素子のチップサイズを縮小し、コストを低減した紫外線センサを提供できる。また追加のフィルタを必要とせず、高温環境においても、リーク電流が少ない紫外線センサを提供できる。
【００４９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００５０】
（実施の形態３）
図６に本発明の一態様の紫外線センサを用いた紫外線検出回路の一例を示す。なお、本発明の一態様の紫外線センサを用いた検出回路は図６の構成に限定されるものではない。図６に示される紫外線検出回路６００は酸化物半導体トランジスタ６０１、スイッチ６０２、６０３、差動アンプ６０４、抵抗素子６０５、電源６０６、電源６０７、電源６０８、端子６０９、端子６１１、および端子６１０を有する。スイッチ６０２、スイッチ６０３は、それぞれ、第一乃至第三の端子を有する。また、端子６１１には高電源電位（「Ｖｄｄ」ともいう。）が供給され、端子６１０には低電源電位（「Ｖｓｓ」ともいう。）が供給される。なお、ＶｄｄはＶｓｓよりも高い電位の電源電位であり、ＶｓｓはＶｄｄよりも低い電位の電源電位である。また、接地電位をＶｄｄまたはＶｓｓとして用いることもできる。例えばＶｄｄが接地電位の場合には、Ｖｓｓは接地電位より低い電位であり、Ｖｓｓが接地電位の場合には、Ｖｄｄは接地電位より高い電位である。
【００５１】
酸化物半導体トランジスタ６０１のゲートはスイッチ６０２の第一の端子に接続され、ソースは端子６１０に接続され、ドレインはスイッチ６０３の第一の端子に接続される。スイッチ６０２の第二の端子は電源６０６に接続され、第三の端子は電源６０７に接続される。スイッチ６０２はその第一の端子が第二の端子に接続されるか、または第三の端子に接続されるかを選択することが可能なスイッチである。スイッチ６０３の第二の端子は抵抗素子６０５の一方の端子と差動アンプ６０４の反転入力端子に接続される。スイッチ６０３の第三の端子は端子６１０に接続される。スイッチ６０３はその第一の端子が第二の端子に接続されるか、または第三の端子に接続されるかを選択することが可能なスイッチである。差動アンプ６０４の出力と抵抗素子６０５の他方の電極は端子６０９に接続される。差動アンプ６０４の電源は端子６１１および端子６１０を介して供給される。差動アンプ６０４の非反転入力端子は電源６０８に接続される。
【００５２】
次に、図７に示すタイミングチャートを用いて、この紫外線検出回路６００の動作について説明を行う。以下の説明においては端子６１０に供給されるＶｓｓをＧＮＤ（接地電位）とする。まず、最初の期間（ａ）において、スイッチ６０２の第一の端子が第二の端子と接続される。また、スイッチ６０３の第一の端子が第三の端子と接続される。また、端子６１１にＶｄｄが供給される。また、電源６０６、電源６０７、電源６０８が立ち上がる。期間（ａ）では非計測モードとなっており、酸化物半導体トランジスタ６０１のゲートはスイッチ６０２を介して電源６０６に接続され、ドレインはスイッチ６０３を介して端子６１０に接続される。酸化物半導体トランジスタ６０１はｎ型トランジスタであるとすると、ゲート電圧（ソースを基準とした時の、ゲートとソース間の電位差。「Ｖｇ」ともいう。）がしきい値電圧よりも大きくなり酸化物半導体トランジスタ６０１はオン状態になる。さらにスイッチ６０３によって、酸化物半導体トランジスタ６０１のドレインは端子６１０と電気的に接続され、差動アンプ６０４と遮断される。よって、差動アンプ６０４の出力電圧（「Ｖｏ」ともいう。）に酸化物半導体トランジスタ６０１の影響は表れない。なお、期間（ａ）では、酸化物半導体トランジスタ６０１のソースとドレインが同電位となるため、ドレイン電圧（ソースを基準とした時の、ドレインとソース間の電位差。「Ｖｄ」ともいう。）は０Ｖとなる。
【００５３】
次に期間（ｂ）ではスイッチ６０２、スイッチ６０３の状態を切り替え、酸化物半導体トランジスタ６０１のゲートがスイッチ６０２を介して電源６０７に接続されるように設定する。ここで電源６０７は端子６１０に供給される電位より低い電位に設定しておく。これによって、酸化物半導体トランジスタ６０１のゲート電位はソース電位より低い電位に設定される。すなわち、Ｖｇがしきい値電圧よりも小さくなり、酸化物半導体トランジスタ６０１がオフ状態となる。また、酸化物半導体トランジスタ６０１のドレインはスイッチ６０３を介して差動アンプ６０４の反転入力端子に接続される。この状態で紫外線が照射されると酸化物半導体トランジスタ６０１のドレインからソースに電流が流れる。酸化物半導体トランジスタ６０１のドレインは差動アンプ６０４の反転入力端子と抵抗素子６０５に接続されているため、抵抗素子６０５にも酸化物半導体トランジスタ６０１のドレイン電流と同等の電流が流れ、抵抗素子６０５の両端に電位差が発生する。差動アンプ６０４は、抵抗素子６０５両端の電位差に相当する電圧を出力する。端子６０９の電圧を計測することによって、紫外線の照射量を求めることができる。
【００５４】
計測終了後の期間（ｃ）において、再びスイッチ６０２、スイッチ６０３の状態を切り替え、酸化物半導体トランジスタ６０１のゲートを電源６０６に接続し、酸化物半導体トランジスタ６０１のドレインを端子６１０に接続する。さらに期間（ｄ）において期間（ｂ）と同様に計測を行う。以上を繰り返すことによって、酸化物半導体トランジスタ６０１のゲートには正負の電圧が交互に加わり、酸化物半導体トランジスタ６０１が劣化するのを防止することができる。尚、酸化物半導体トランジスタ６０１として長時間同一電圧を印加し続けても劣化しにくいトランジスタを用いる場合には、スイッチ６０２、スイッチ６０３による切り替えをなくしても良い。期間（ｆ）での計測が終了したのち、期間（ｇ）においてスイッチ６０２、スイッチ６０３の状態を切り替え、酸化物半導体トランジスタ６０１のゲートを電源６０６に接続し、酸化物半導体トランジスタ６０１のドレインを端子６１０に接続する。そして端子６１１、電源６０６、電源６０７、電源６０８がオフとなり、終了する。
【００５５】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００５６】
（実施の形態４）
本発明の一態様の紫外線検出回路６００とマイクロコントローラ８００を組み合わせ、モジュール化することによって、さまざまな電子機器に応用することが容易となる。図８は図６に示した本発明の一態様の紫外線検出回路６００とマイクロコントローラ８００の接続関係を示したものである。マイクロコントローラ８００はＣＰＵコア８０１、クロック生成回路８０２、ウオッチドッグ８０３、タイマー８０４、ＡＤ（アナログデジタル）コンバータ８０５、表示制御回路８０６、フラッシュメモリまたはＲＯＭ８０７、ＲＡＭ８０８、電源制御回路８０９、Ｉ／Ｏ（入出力）インターフェイス８１０、アドレスバス８１１、及びデータバス８１２を有する。
【００５７】
ＣＰＵコア８０１は各種演算を行い、アドレスバス８１１、データバス８１２を介して各回路に情報を伝達する。クロック生成回路８０２はマイクロコントローラ８００内の各回路に供給するクロックを生成する。ウオッチドッグ８０３はマイクロコントローラ８００内の異常を観察し、異常発見時にはアラームを出す、タイマー８０４はマイクロコントローラ８００を間欠駆動する際に時間を計測する。ＡＤコンバータ８０５は入力されるアナログ信号をデジタルに変換し、表示制御回路８０６はＬＣＤ（液晶表示装置）モジュールなど表示回路８１５の制御を行う。フラッシュメモリまたはＲＯＭ８０７にはプログラムを格納し、ＲＡＭ８０８にはデータを格納する。電源制御回路８０９は外部電源８１３に接続され、各回路の電源供給を制御する。Ｉ／Ｏインターフェイス８１０は外部バス８１４とデータのやり取りをおこなう。尚、マイクロコントローラ８００の構成は上記には限定されない。
【００５８】
紫外線検出回路６００は紫外線を検出し、その紫外線強度に応じたアナログ信号を出力する。アナログ信号はＡＤコンバータ８０５にてデジタル変換される。変換された紫外線強度の信号はＣＰＵコア８０１にて演算されたのち、ＲＡＭ８０８に格納され、必要に応じてＩ／Ｏインターフェイス８１０を介して外部バス８１４に出力される。紫外線強度の信号は、ＡＤコンバータ８０５においてデジタルに変換された値と、あらかじめＲＯＭ８０７またはＲＡＭ８０８に蓄えられたデータを参照して、ＣＰＵコア８０１にて生成しても良い。
【００５９】
なお、ＣＰＵコア８０１の演算機能として、例えば、フィルタ機能、リニアライズ機能などを有していても良い。フィルタ機能は信号に含まれるノイズを除去する機能である。リニアライズ機能は、紫外線検出回路６００の出力と、紫外線の強度との関係が直線となるように補正をかける機能である。
【００６０】
図９は本発明の一態様の紫外線検出回路を応用した携帯電話、スマートフォン、タブレットなどに代表される携帯通信機器９００のブロック図を示している。図９に示すように、携帯通信機器９００はアンテナ９２１、ＲＦ（高周波）回路９０１、アナログベースバンド回路９０２、デジタルベースバンド回路９０３、バッテリー９０４、電源回路９０５、アプリケーションプロセッサ９０６、フラッシュメモリ９１０、ＤＲＡＭ９１１、タッチセンサ９１２、表示装置９１３、表示コントローラ９１７、音声回路９１８、紫外線検出回路９１９、カメラモジュール９２０などを有する。また表示装置９１３は表示部９１４、スキャンドライバ９１６、データドライバ９１５を有する。前述したマイクロコントローラと同様に、携帯通信機器９００のアプリケーションプロセッサ９０６は内部にＣＰＵコア９０７、メモリ９０８、ＡＤコンバータ９０９などを有し、紫外線検出回路９１９からのアナログ信号をＡＤコンバータ９０９にてデジタル変換し、ＣＰＵコア９０７にて演算処理を行う。
【００６１】
紫外線検出回路９１９が紫外線を検出し、その紫外線強度に応じた表示を表示コントローラ９１７を介して表示装置９１３上に表示することができる。また、音声回路９１８を介して、アラームを出し、ユーザーに注意を促すことも可能となる。
【００６２】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【００６３】
（実施の形態５）
図１０に、本発明の一態様に係る紫外線検出回路の、断面構造の一例を示す。そして、図１０では、酸化物半導体膜にチャネル形成領域を有する酸化物半導体トランジスタ６０１が、単結晶のシリコン基板にチャネル形成領域を有するｎ型トランジスタ５０及びｐ型トランジスタ５１の上方に形成されている場合を例示している。
【００６４】
なお、ｎ型トランジスタ５０及びｐ型トランジスタ５１は、図６に示した紫外線検出回路６００のスイッチ６０２、スイッチ６０３、または差動アンプ６０４などに含まれるトランジスタの一例に相当する。ｎ型トランジスタ５０およびｐ型トランジスタ５１は、非晶質、微結晶、多結晶または単結晶である、シリコン又はゲルマニウムなどの半導体膜を活性層に用いることもできる。或いは、ｎ型トランジスタ５０は、酸化物半導体膜にチャネル形成領域を有していても良い。
【００６５】
薄膜のシリコンを用いてｎ型トランジスタ５０およびｐ型トランジスタ５１を形成する場合、プラズマＣＶＤ法などの気相成長法若しくはスパッタリング法で作製された非晶質シリコン、非晶質シリコンをレーザーアニールなどの処理により結晶化させた多結晶シリコン、単結晶シリコンウェハに水素イオン等を注入して表層部を剥離した単結晶シリコンなどを用いることができる。
【００６６】
ｎ型トランジスタ５０およびｐ型トランジスタ５１が形成される半導体基板１０００は、例えば、ｎ型またはｐ型の導電型を有するシリコン基板、ゲルマニウム基板、シリコンゲルマニウム基板、化合物半導体基板（ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、ＧａＰ基板、ＧａＩｎＡｓＰ基板、ＺｎＳｅ基板等）等を用いることができる。図１０では、ｐ型の導電型を有する単結晶シリコン基板を用いた場合を例示している。
【００６７】
また、ｎ型トランジスタ５０およびｐ型トランジスタ５１は、素子分離用絶縁膜１００１により、他のトランジスタと、電気的に分離されている。素子分離用絶縁膜１００１の形成には、選択酸化法（ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）法）またはトレンチ分離法等を用いることができる。
【００６８】
具体的に、ｎ型トランジスタ５０は、半導体基板１０００に形成された、ソース領域またはドレイン領域として機能するｎ型不純物領域１００２及びｎ型不純物領域１００３と、ゲート電極１００４と、半導体基板１０００とゲート電極１００４の間に設けられたゲート絶縁膜１００５とを有する。ゲート電極１００４は、ゲート絶縁膜１００５を間に挟んで、ｎ型不純物領域１００２とｎ型不純物領域１００３の間に形成されるチャネル形成領域１００６と重なる。
【００６９】
ｐ型トランジスタ５１は、半導体基板１０００に形成された、Ｎウェル領域１０３１、ソース領域またはドレイン領域として機能するｐ型不純物領域１００７及びｐ型不純物領域１００８と、ゲート電極１００９と、半導体基板１０００とゲート電極１００９の間に設けられたゲート絶縁膜１０１０とを有する。ゲート電極１００９は、ゲート絶縁膜１０１０を間に挟んで、ｐ型不純物領域１００７とｐ型不純物領域１００８の間に形成されるチャネル形成領域１０１１と重なる。
【００７０】
ｎ型トランジスタ５０、およびｐ型トランジスタ５１上には、絶縁膜１０１２が設けられている。絶縁膜１０１２には開口部が形成されている。そして、上記開口部には、ｎ型不純物領域１００２、ｎ型不純物領域１００３にそれぞれ接する導電体１０１３、導電体１０１４が形成され、ｐ型不純物領域１００７、ｐ型不純物領域１００８にそれぞれ接する導電体１０１５、導電体１０１６が形成されている。
【００７１】
そして、導電体１０１３は、絶縁膜１０１２上に形成された配線１０１７に接続されており、導電体１０１４及び導電体１０１６は、絶縁膜１０１２上に形成された配線１０１８に接続されており、導電体１０１５は、絶縁膜１０１２上に形成された配線１０１９に接続されている。配線１０１７乃至配線１０１９上には、絶縁膜１０２０、１０２１、１０２２が形成されている。
【００７２】
そして、図１０では、絶縁膜１０２２上に酸化物半導体トランジスタ６０１が形成されている。酸化物半導体トランジスタ６０１は、絶縁膜１０２２上に、ゲート電極１０２３と、ゲート電極１０２３上のゲート絶縁膜１０２４と、ゲート絶縁膜１０２４上においてゲート電極１０２３と重なる位置にあり、なおかつ酸化物半導体を含む半導体膜１０２５と、半導体膜１０２５上の、ソース電極またはドレイン電極として機能する配線１０２７及び配線１０２８と、を有する。
【００７３】
絶縁膜１０２０、１０２１、１０２２、およびゲート絶縁膜１０２４には開口部が形成されており、上記開口部に、配線１０１８に電気的に接続された導電体１０３２が形成されている。導電体１０３２は配線１０２７と電気的に接続される。
【００７４】
そして、酸化物半導体トランジスタ６０１上に、絶縁膜１０２６が設けられている。絶縁膜１０２６には開口部が設けられており、上記開口部において配線１０２８に接する導電体１０２９が設けられている。また、絶縁膜１０２６上には配線１０３０が設けられており、導電体１０２９と配線１０３０は電気的に接続している。
【００７５】
なお、図１０において、酸化物半導体トランジスタ６０１は、ゲート電極１０２３を半導体膜１０２５の片側において少なくとも有していれば良いが、半導体膜１０２５を間に挟んで存在する一対のゲート電極を有していても良い。ただし、ゲート電極のどちらか一方が紫外線の経路上にある場合には、そのゲート電極は紫外線を透過する材料で構成されている必要がある。
【００７６】
酸化物半導体トランジスタ６０１が、半導体膜１０２５を間に挟んで存在する一対のゲート電極を有している場合、一方のゲート電極には導通状態または非導通状態を制御するための信号が与えられ、他方のゲート電極は、電位が他の配線から与えられている状態であっても良い。この場合、一対のゲート電極に、同じ高さの電位が与えられていても良いし、他方のゲート電極にのみ接地電位などの固定の電位が与えられていても良い。他方のゲート電極に与える電位の高さを制御することで、トランジスタの閾値電圧を制御することができる。
【００７７】
また、図１０では、酸化物半導体トランジスタ６０１が、一のゲート電極１０２３に対応した一のチャネル形成領域を有する、シングルゲート構造である場合を例示している。しかし、酸化物半導体トランジスタ６０１は、電気的に接続された複数のゲート電極を有することで、一の活性層にチャネル形成領域を複数有する、マルチゲート構造であっても良い。
【００７８】
なお、電子供与体（ドナー）となる水分または水素などの不純物が低減され、なおかつ酸素欠損が低減されることにより高純度化された酸化物半導体（ｐｕｒｉｆｉｅｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は、ｉ型（真性半導体）又はｉ型に限りなく近い。そのため、高純度化された酸化物半導体膜にチャネル形成領域を有するトランジスタは、オフ電流が著しく小さく、信頼性が高い。
【００７９】
なお、半導体膜として酸化物半導体膜を用いる場合、酸化物半導体としては、少なくともインジウム（Ｉｎ）あるいは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、該酸化物半導体を用いたトランジスタの電気的特性のばらつきを減らすためのスタビライザーとして、それらに加えてガリウム（Ｇａ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてスズ（Ｓｎ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてハフニウム（Ｈｆ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてアルミニウム（Ａｌ）を有することが好ましい。また、スタビライザーとしてジルコニウム（Ｚｒ）を含むことが好ましい。
【００８０】
酸化物半導体の中でもＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物などは、炭化シリコン、窒化ガリウム、または酸化ガリウムとは異なり、スパッタリング法や湿式法により電気的特性の優れたトランジスタを作製することが可能であり、量産性に優れるといった利点がある。また、炭化シリコン、窒化ガリウム、または酸化ガリウムとは異なり、上記Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物は、ガラス基板上に、電気的特性の優れたトランジスタを作製することが可能である。また、基板の大型化にも対応が可能である。
【００８１】
また、他のスタビライザーとして、ランタノイドである、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）のいずれか一種または複数種を含んでいてもよい。
【００８２】
例えば、酸化物半導体として、酸化インジウム、酸化ガリウム、酸化スズ、酸化亜鉛、Ｉｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。
【００８３】
なお、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物とは、ＩｎとＧａとＺｎを含む酸化物という意味であり、ＩｎとＧａとＺｎの比率は問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の金属元素を含んでいてもよい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物は、無電界時の抵抗が十分に高くオフ電流を十分に小さくすることが可能であり、また、移動度も高い。
【００８４】
例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）あるいはＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝２：２：１（＝２／５：２／５：１／５）の原子数比のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いることができる。あるいは、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝１：１：１（＝１／３：１／３：１／３）、Ｉｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：３（＝１／３：１／６：１／２）あるいはＩｎ：Ｓｎ：Ｚｎ＝２：１：５（＝１／４：１／８：５／８）の原子数比のＩｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物やその組成の近傍の酸化物を用いるとよい。
【００８５】
例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物では比較的容易に高い移動度が得られる。しかしながら、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物でも、バルク内欠陥密度を低減することにより移動度を上げることができる。
【００８６】
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。
【００８７】
また、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。
【００８８】
以下では、酸化物半導体膜の構造について説明する。
【００８９】
酸化物半導体膜は、非単結晶酸化物半導体膜と単結晶酸化物半導体膜とに大別される。非単結晶酸化物半導体膜とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ  Ａｘｉｓ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜、多結晶酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、非晶質酸化物半導体膜などをいう。
【００９０】
まずは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【００９１】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、ｃ軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。
【００９２】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜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。一方、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。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、結晶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。
【００９３】
試料面と略平行な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の断面の高分解能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膜の膜を形成する面（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膜の被形成面または上面と平行に配列する。
【００９４】
一方、試料面と略垂直な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の平面の高分解能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。しかしながら、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。
【００９５】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装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膜の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。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属されることから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略垂直な方向を向いていることが確認できる。
【００９６】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜の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膜中の一部に、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膜は、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。
【００９７】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、不純物濃度の低い酸化物半導体膜である。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膜の主成分以外の元素である。特に、シリコンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜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。
【００９８】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜である。例えば、酸化物半導体膜中の酸素欠損は、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。
【００９９】
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膜は、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。したがって、当該酸化物半導体膜を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。また、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膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導体膜を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。なお、酸化物半導体膜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。そのため、不純物濃度が高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜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。
【０１００】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜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。
【０１０１】
次に、微結晶酸化物半導体膜について説明する。
【０１０２】
微結晶酸化物半導体膜は、高分解能ＴＥＭ像において、結晶部を確認することのできる領域と、明確な結晶部を確認することのできない領域と、を有する。微結晶酸化物半導体膜に含まれる結晶部は、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。特に、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、または１ｎｍ以上３ｎｍ以下の微結晶であるナノ結晶（ｎｃ：ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）を有する酸化物半導体膜を、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜と呼ぶ。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、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。
【０１０３】
ｎｃ−ＯＳ膜は、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。また、ｎｃ−ＯＳ膜は、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、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳ膜は、分析方法によっては、非晶質酸化物半導体膜と区別が付かない場合がある。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、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。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、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。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、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。また、ｎｃ−ＯＳ膜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。また、ｎｃ−ＯＳ膜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。
【０１０４】
ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも規則性の高い酸化物半導体膜である。そのため、ｎｃ−ＯＳ膜は、非晶質酸化物半導体膜よりも欠陥準位密度が低くなる。ただし、ｎｃ−ＯＳ膜は、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膜は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜と比べて欠陥準位密度が高くなる。
【０１０５】
次に、非晶質酸化物半導体膜について説明する。
【０１０６】
非晶質酸化物半導体膜は、膜中における原子配列が不規則であり、結晶部を有さない酸化物半導体膜である。石英のような無定形状態を有する酸化物半導体膜が一例である。
【０１０７】
非晶質酸化物半導体膜は、高分解能ＴＥＭ像において結晶部を確認することができない。
【０１０８】
非晶質酸化物半導体膜に対し、ＸＲＤ装置を用いた構造解析を行うと、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。また、非晶質酸化物半導体膜に対し、電子回折を行うと、ハローパターンが観測される。また、非晶質酸化物半導体膜に対し、ナノビーム電子回折を行うと、スポットが観測されず、ハローパターンが観測される。
【０１０９】
なお、酸化物半導体膜は、ｎｃ−ＯＳ膜と非晶質酸化物半導体膜との間の物性を示す構造を有する場合がある。そのような構造を有する酸化物半導体膜を、特に非晶質ライク酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）膜と呼ぶ。
【０１１０】
ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ膜は、高分解能ＴＥＭ像において鬆（ボイドともいう。）が観察される場合がある。また、高分解能ＴＥＭ像において、明確に結晶部を確認することのできる領域と、結晶部を確認することのできない領域と、を有する。ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ膜は、ＴＥＭによる観察程度の微量な電子照射によって、結晶化が起こり、結晶部の成長が見られる場合がある。一方、良質なｎｃ−ＯＳ膜であれば、ＴＥＭによる観察程度の微量な電子照射による結晶化はほとんど見られない。
【０１１１】
なお、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ膜およびｎｃ−ＯＳ膜の結晶部の大きさの計測は、高分解能ＴＥＭ像を用いて行うことができる。例えば、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶は層状構造を有し、Ｉｎ−Ｏ層の間に、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層を２層有する。ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の単位格子は、Ｉｎ−Ｏ層を３層有し、またＧａ−Ｚｎ−Ｏ層を６層有する、計９層がｃ軸方向に層状に重なった構造を有する。よって、これらの近接する層同士の間隔は、（００９）面の格子面間隔（ｄ値ともいう。）と同程度であり、結晶構造解析からその値は０．２９ｎｍと求められている。そのため、高分解能ＴＥＭ像における格子縞に着目し、格子縞の間隔が０．２８ｎｍ以上０．３０ｎｍ以下である箇所においては、それぞれの格子縞がＩｎＧａＺｎＯ４の結晶のａ−ｂ面に対応する。
【０１１２】
また、酸化物半導体膜は、構造ごとに密度が異なる場合がある。例えば、ある酸化物半導体膜の組成がわかれば、該組成と同じ組成における単結晶の密度と比較することにより、その酸化物半導体膜の構造を推定することができる。例えば、単結晶の密度に対し、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ膜の密度は７８．６％以上９２．３％未満となる。また、例えば、単結晶の密度に対し、ｎｃ−ＯＳ膜の密度およびＣＡＡＣ−ＯＳ膜の密度は９２．３％以上１００％未満となる。なお、単結晶の密度に対し密度が７８％未満となる酸化物半導体膜は、成膜すること自体が困難である。
【０１１３】
上記について、具体例を用いて説明する。例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体膜において、菱面体晶構造を有する単結晶ＩｎＧａＺｎＯ４の密度は６．３５７ｇ／ｃｍ３となる。よって、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体膜において、ａ−ｌｉｋｅ  ＯＳ膜の密度は５．０ｇ／ｃｍ３以上５．９ｇ／ｃｍ３未満となる。また、例えば、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］を満たす酸化物半導体膜において、ｎｃ−ＯＳ膜の密度およびＣＡＡＣ−ＯＳ膜の密度は５．９ｇ／ｃｍ３以上６．３ｇ／ｃｍ３未満となる。
【０１１４】
なお、同じ組成の単結晶が存在しない場合がある。その場合、任意の割合で組成の異なる単結晶を組み合わせることにより、所望の組成の単結晶に相当する密度を算出することができる。所望の組成の単結晶の密度は、組成の異なる単結晶を組み合わせる割合に対して、加重平均を用いて算出すればよい。ただし、密度は、可能な限り少ない種類の単結晶を組み合わせて算出することが好ましい。
【０１１５】
なお、酸化物半導体膜は、例えば、非晶質酸化物半導体膜、微結晶酸化物半導体膜、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。
【０１１６】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、例えば、金属酸化物の多結晶ターゲットを用い、スパッタリング法によって成膜する。当該ターゲットにイオンが衝突すると、ターゲットに含まれる結晶領域がａ−ｂ面から劈開し、ａ−ｂ面に平行な面を有する平板状またはペレット状のスパッタリング粒子として剥離することがある。この場合、当該平板状またはペレット状のスパッタリング粒子が、結晶状態を維持したまま基板に到達することで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜することができる。
【０１１７】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を成膜するために、以下の条件を適用することが好ましい。
【０１１８】
成膜時の不純物混入を低減することで、不純物によって結晶状態が崩れることを抑制できる。例えば、処理室内に存在する不純物濃度（水素、水、二酸化炭素、及び窒素など）を低減すればよい。また、成膜ガス中の不純物濃度を低減すればよい。具体的には、露点が−８０℃以下、好ましくは−１００℃以下である成膜ガスを用いる。
【０１１９】
また、成膜時の基板加熱温度を高めることで、基板到達後にスパッタリング粒子のマイグレーションが起こる。具体的には、基板加熱温度を１００℃以上７４０℃以下、好ましくは２００℃以上５００℃以下として成膜する。成膜時の基板加熱温度を高めることで、平板状またはペレット状のスパッタリング粒子が基板に到達した場合、基板上でマイグレーションが起こり、スパッタリング粒子の平らな面が基板に付着する。
【０１２０】
また、成膜ガス中の酸素割合を高め、電力を最適化することで成膜時のプラズマダメージを軽減すると好ましい。成膜ガス中の酸素割合は、３０体積％以上、好ましくは１００体積％とする。
【０１２１】
ターゲットの一例として、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物ターゲットについて以下に示す。
【０１２２】
ＩｎＯＸ粉末、ＧａＯＹ粉末及びＺｎＯＺ粉末を所定のｍｏｌ数比で混合し、加圧処理後、１０００℃以上１５００℃以下の温度で加熱処理をすることで多結晶であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物ターゲットとする。なお、Ｘ、Ｙ及びＺは任意の正数である。ここで、所定のｍｏｌ数比は、例えば、ＩｎＯＸ粉末、ＧａＯＹ粉末及びＺｎＯＺ粉末が、２：２：１、８：４：３、３：１：１、１：１：１、４：２：３または３：１：２である。なお、粉末の種類、及びその混合するｍｏｌ数比は、作製するターゲットによって適宜変更すればよい。
【０１２３】
なお、アルカリ金属は酸化物半導体を構成する元素ではないため、不純物である。アルカリ土類金属も、酸化物半導体を構成する元素ではない場合において、不純物となる。特に、アルカリ金属のうちＮａは、酸化物半導体膜に接する絶縁膜が酸化物である場合、当該絶縁膜中に拡散してＮａ＋となる。また、Ｎａは、酸化物半導体膜内において、酸化物半導体を構成する金属と酸素の結合を分断する、或いは、その結合中に割り込む。その結果、例えば、閾値電圧がマイナス方向にシフトすることによるノーマリーオン化、移動度の低下等の、トランジスタの電気的特性の劣化が起こり、加えて、特性のばらつきも生じる。具体的に、二次イオン質量分析法によるＮａ濃度の測定値は、５×１０１６／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１６／ｃｍ３以下、更に好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下とするとよい。同様に、Ｌｉ濃度の測定値は、５×１０１５／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下とするとよい。同様に、Ｋ濃度の測定値は、５×１０１５／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１５／ｃｍ３以下とするとよい。
【０１２４】
また、インジウムを含む金属酸化物が用いられている場合に、酸素との結合エネルギーがインジウムよりも大きいシリコンや炭素が、インジウムと酸素の結合を切断し、酸素欠損を形成することがある。そのため、シリコンや炭素が酸化物半導体膜に混入していると、アルカリ金属やアルカリ土類金属の場合と同様に、トランジスタの電気的特性の劣化が起こりやすい。よって、酸化物半導体膜中におけるシリコンや炭素の濃度は低いことが望ましい。具体的に、二次イオン質量分析法によるＣ濃度の測定値、またはＳｉ濃度の測定値は、１×１０１８／ｃｍ３以下とするとよい。上記構成により、トランジスタの電気的特性の劣化を防ぐことができ、センサ回路または半導体装置の信頼性を高めることができる。
【０１２５】
また、ソース電極及びドレイン電極に用いられる導電性材料によっては、ソース電極及びドレイン電極中の金属が、酸化物半導体膜から酸素を引き抜くことがある。この場合、酸化物半導体膜のうち、ソース電極及びドレイン電極に接する領域が、酸素欠損の形成によりｎ型化される。
【０１２６】
ｎ型化された領域は、ソース領域またはドレイン領域として機能するため、酸化物半導体膜とソース電極及びドレイン電極との間におけるコンタクト抵抗を下げることができる。よって、ｎ型化された領域が形成されることで、トランジスタの移動度及びオン電流を高めることができ、それにより、トランジスタを用いたスイッチ回路の高速動作を実現することができる。
【０１２７】
なお、ソース電極及びドレイン電極中の金属による酸素の引き抜きは、ソース電極及びドレイン電極をスパッタリング法などにより形成する際に起こりうるし、ソース電極及びドレイン電極を形成した後に行われる加熱処理によっても起こりうる。
【０１２８】
また、ｎ型化される領域は、酸素と結合し易い導電性材料をソース電極及びドレイン電極に用いることで、より形成されやすくなる。上記導電性材料としては、例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどが挙げられる。
【０１２９】
また、酸化物半導体膜は、単数の金属酸化物膜で構成されているとは限らず、積層された複数の金属酸化物膜で構成されていても良い。例えば、第１乃至第３の金属酸化物膜が順に積層されている半導体膜の場合、第１の金属酸化物膜及び第３の金属酸化物膜は、第２の金属酸化物膜を構成する金属元素の少なくとも１つを、その構成要素に含み、伝導帯下端のエネルギーが第２の金属酸化物膜よりも０．０５ｅＶ以上、０．０７ｅＶ以上、０．１ｅＶ以上または０．１５ｅＶ以上、かつ２ｅＶ以下、１ｅＶ以下、０．５ｅＶ以下または０．４ｅＶ以下、真空準位に近い酸化物膜である。さらに、第２の金属酸化物膜は、少なくともインジウムを含むと、キャリア移動度が高くなるため好ましい。
【０１３０】
上記構成の半導体膜をトランジスタが有する場合、ゲート電極に電圧を印加することで、半導体膜に電界が加わると、半導体膜のうち、伝導帯下端のエネルギーが小さい第２の金属酸化物膜にチャネル領域が形成される。即ち、第２の金属酸化物膜とゲート絶縁膜との間に第３の金属酸化物膜が設けられていることによって、ゲート絶縁膜と離隔している第２の金属酸化物膜に、チャネル領域を形成することができる。
【０１３１】
また、第３の金属酸化物膜は、第２の金属酸化物膜を構成する金属元素の少なくとも１つをその構成要素に含むため、第２の金属酸化物膜と第３の金属酸化物膜の界面では、界面散乱が起こりにくい。従って、当該界面においてキャリアの動きが阻害されにくいため、トランジスタの電界効果移動度が高くなる。
【０１３２】
また、第２の金属酸化物膜と第１の金属酸化物膜の界面に界面準位が形成されると、界面近傍の領域にもチャネル領域が形成されるために、トランジスタの閾値電圧が変動してしまう。しかし、第１の金属酸化物膜は、第２の金属酸化物膜を構成する金属元素の少なくとも１つをその構成要素に含むため、第２の金属酸化物膜と第１の金属酸化物膜の界面には、界面準位が形成されにくい。よって、上記構成により、トランジスタの閾値電圧等の電気的特性のばらつきを、低減することができる。
【０１３３】
また、金属酸化物膜間に不純物が存在することによって、各膜の界面にキャリアの流れを阻害する界面準位が形成されることがないよう、複数の酸化物半導体膜を積層させることが望ましい。積層された金属酸化物膜の膜間に不純物が存在していると、金属酸化物膜間における伝導帯下端のエネルギーの連続性が失われ、界面近傍において、キャリアがトップされるか、あるいは再結合により消滅してしまうからである。膜間における不純物低減させることで、主成分である一の金属を少なくとも共に有する複数の金属酸化物膜を、単に積層させるよりも、連続接合（ここでは特に伝導帯下端のエネルギーが各膜の間で連続的に変化するＵ字型の井戸構造を有している状態）が形成されやすくなる。
【０１３４】
連続接合を形成するためには、ロードロック室を備えたマルチチャンバー方式の成膜装置（スパッタリング装置）を用いて各膜を大気に触れさせることなく連続して積層することが必要となる。スパッタリング装置における各チャンバーは、酸化物半導体にとって不純物となる水等を可能な限り除去すべくクライオポンプのような吸着式の真空排気ポンプを用いて高真空排気（５×１０−７ＰａＰａ乃至１×１０−４程度まで）することが好ましい。または、ターボ分子ポンプとコールドトラップを組み合わせて排気系からチャンバー内に気体が逆流しないようにしておくことが好ましい。
【０１３５】
高純度の真性な酸化物半導体を得るためには、各チャンバー内を高真空排気するのみならず、スパッタリングに用いるガスの高純度化も重要である。上記ガスとして用いる酸素ガスやアルゴンガスの露点を、−４０℃以下、好ましくは−８０℃以下、より好ましくは−１００℃以下とし、使用するガスの高純度化を図ることで、酸化物半導体膜に水分等が取り込まれることを可能な限り防ぐことができる。
【０１３６】
例えば、第１の金属酸化物膜または第３の金属酸化物膜は、アルミニウム、シリコン、チタン、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、スズ、ランタン、セリウムまたはハフニウムを、第２の金属酸化物膜よりも高い原子数比で含む酸化物膜であればよい。具体的に、第１の金属酸化物膜または第３の金属酸化物膜として、第２の金属酸化物膜よりも上述の元素を１．５倍以上、好ましくは２倍以上、さらに好ましくは３倍以上高い原子数比で含む酸化物膜を用いると良い。前述の元素は酸素と強く結合するため、酸素欠損が酸化物膜に生じることを抑制する機能を有する。よって、上記構成により、第１の金属酸化物膜または第３の金属酸化物膜を、第２の金属酸化物膜よりも酸素欠損が生じにくい酸化物膜にすることができる。
【０１３７】
具体的に、第２の金属酸化物膜と、第１の金属酸化物膜または第３の金属酸化物膜とが、共にＩｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物を含む場合、第１の金属酸化物膜または第３の金属酸化物膜の原子数比をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ１：ｙ１：ｚ１、第２の金属酸化物膜の原子数比をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ２：ｙ２：ｚ２とすると、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも大きくなるように、その原子数比を設定すれば良い。なお、元素ＭはＩｎよりも酸素との結合力が強い金属元素であり、例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、Ｃｅ、ＮｄまたはＨｆ等が挙げられる。好ましくは、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも１．５倍以上大きくなるように、その原子数比を設定すれば良い。さらに好ましくは、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも２倍以上大きくなるように、その原子数比を設定すれば良い。より好ましくは、ｙ１／ｘ１がｙ２／ｘ２よりも３倍以上大きくなるように、その原子数比を設定すれば良い。さらに、第２の金属酸化物膜において、ｙ２がｘ２以上であると、トランジスタに安定した電気的特性を付与できるため好ましい。ただし、ｙ２がｘ２の３倍以上になると、トランジスタの電界効果移動度が低下してしまうため、ｙ２は、ｘ２の３倍未満であると好ましい。
【０１３８】
なお、第１の金属酸化物膜及び第３の金属酸化物膜の厚さは、３ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下とする。また、第２の金属酸化物膜の厚さは、３ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、さらに好ましくは３ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
【０１３９】
３層構造の半導体膜において、第１の金属酸化物膜乃至第３の金属酸化物膜は、非晶質または結晶質の両方の形態を取りうる。ただし、チャネル領域が形成される第２の金属酸化物膜が結晶質であることにより、トランジスタに安定した電気的特性を付与することができるため、第２の金属酸化物膜は結晶質であることが好ましい。
【０１４０】
なお、チャネル形成領域とは、トランジスタの半導体膜のうち、ゲート電極と重なり、かつソース電極とドレイン電極に挟まれる領域を意味する。また、チャネル領域とは、チャネル形成領域において、電流が主として流れる領域をいう。
【０１４１】
例えば、第１の金属酸化物膜及び第３の金属酸化物膜として、スパッタリング法により形成したＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物膜を用いる場合、第１の金属酸化物膜及び第３の金属酸化物膜の成膜には、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：３：２［原子数比］）であるターゲットを用いることができる。成膜条件は、例えば、成膜ガスとしてアルゴンガスを３０ｓｃｃｍ、酸素ガスを１５ｓｃｃｍ用い、圧力０．４Ｐａとし、基板温度を２００℃とし、ＤＣ電力０．５ｋＷとすればよい。
【０１４２】
また、第２の金属酸化物膜をＣＡＡＣ−ＯＳ膜とする場合、第２の金属酸化物膜の成膜には、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］）であり、多結晶のＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物を含むターゲットを用いることが好ましい。成膜条件は、例えば、成膜ガスとしてアルゴンガスを３０ｓｃｃｍ、酸素ガスを１５ｓｃｃｍ用い、圧力を０．４Ｐａとし、基板の温度３００℃とし、ＤＣ電力０．５ｋＷとすることができる。
【０１４３】
上記で開示された、酸化物半導体膜はスパッタ法により形成することができるが、他の方法、例えば、熱ＣＶＤ法により形成してもよい。熱ＣＶＤ法の例としてＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を使っても良い。
【０１４４】
熱ＣＶＤ法は、プラズマを使わない成膜方法のため、プラズマダメージにより欠陥が生成されることが無いという利点を有する。
【０１４５】
熱ＣＶＤ法は、原料ガスと酸化剤を同時にチャンバー内に送り、チャンバー内を大気圧または減圧下とし、基板近傍または基板上で反応させて基板上に堆積させることで成膜を行ってもよい。
【０１４６】
例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜を成膜する場合には、トリメチルインジウム、トリメチルガリウム、及びジメチル亜鉛を用いる。なお、トリメチルインジウムの化学式は、Ｉｎ（ＣＨ３）３である。また、トリメチルガリウムの化学式は、Ｇａ（ＣＨ３）３である。また、ジメチル亜鉛の化学式は、Ｚｎ（ＣＨ３）２である。また、これらの組み合わせに限定されず、トリメチルガリウムに代えてトリエチルガリウム（化学式Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３）を用いることもでき、ジメチル亜鉛に代えてジエチル亜鉛（化学式Ｚｎ（Ｃ２Ｈ５）２）を用いることもできる。
【０１４７】
例えば、ＡＬＤを利用する成膜装置により酸化物半導体膜、例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ膜を成膜する場合には、Ｉｎ（ＣＨ３）３ガスとＯ３ガスを順次繰り返し導入してＩｎ−Ｏ層を形成し、その後、Ｇａ（ＣＨ３）３ガスとＯ３ガスを順次繰り返し導入してＧａ−Ｏ層を形成し、更にその後Ｚｎ（ＣＨ３）２とＯ３ガスを順次繰り返し導入してＺｎ−Ｏ層を形成する。なお、これらの層の順番はこの例に限らない。また、これらのガスを用いてＩｎ−Ｇａ−Ｏ層やＩｎ−Ｚｎ−Ｏ層、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ層などの混合化合物層を形成しても良い。なお、Ｏ３ガスに変えてＡｒ等の不活性ガスで水をバブリングして得られたたＨ２Ｏガスを用いても良いが、Ｈを含まないＯ３ガスを用いる方が好ましい。また、Ｉｎ（ＣＨ３）３ガスにかえて、Ｉｎ（Ｃ２Ｈ５）３ガスを用いても良い。また、Ｇａ（ＣＨ３）３ガスにかえて、Ｇａ（Ｃ２Ｈ５）３ガスを用いても良い。また、Ｚｎ（ＣＨ３）２ガスを用いても良い。
【０１４８】
なお、トランジスタは、半導体膜の端部が傾斜している構造を有していても良いし、半導体膜の端部が丸みを帯びる構造を有していても良い。
【０１４９】
また、複数の積層された金属酸化物膜を有する半導体膜をトランジスタに用いる場合においても、ソース電極及びドレイン電極に接する領域が、ｎ型化されていても良い。上記構成により、トランジスタの移動度及びオン電流を高め、トランジスタを用いたセンサ回路または半導体装置の高速動作を実現することができる。さらに、複数の積層された金属酸化物膜を有する半導体膜をトランジスタに用いる場合、ｎ型化される領域は、チャネル領域となる第２の金属酸化物膜にまで達していることが、トランジスタの移動度及びオン電流を高め、センサ回路または半導体装置の高速動作を実現する上で、より好ましい。
【０１５０】
（実施の形態６）
図１４に示すのは本発明の一態様の紫外線センサのチップを実装したセンサＩＣの外形図である。センサＩＣは紫外線を検出する必要があるため、チップ上には紫外線を貫通させる透明な封止材が必要となる。
【０１５１】
図１４（Ａ）はプラスチックＤＩＰパッケージ１４０２に紫外線センサ１４０１を実装した例である。また、図１４（Ｂ）は金属の丸型パッケージ１４０４に紫外線センサ１４０３を実装した例である。紫外線センサの実装方法はこれらに限定されない、プリント基板上に直接チップを実装するなどの方法をとっても良い。
【０１５２】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１５３】
（実施の形態７）
本発明の一態様に係る半導体装置は、表示機器、パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）に用いることができる。その他に、本発明の一態様に係る半導体装置を用いることができる電子機器として、携帯電話、携帯型を含むゲーム機、携帯情報端末、電子書籍端末、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等）、複写機、ファクシミリ、プリンタ、プリンタ複合機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図１５に示す。
【０１５４】
紫外線センサは炎の発する紫外線を検出することが可能であるため、火災報知器やボイラーの燃焼制御装置などに使用される。図１５（Ａ）は火災報知機であり、感知機１５０１と、受信機１５０２と、発信機１５０３とを有する。
【０１５５】
感知機１５０１は、本発明の一態様に係る紫外線センサ１５０４、窓１５０５、操作キー１５０６等を有する。窓１５０５を通過した光は、紫外線センサ１５０４に照射される。紫外線センサ１５０４は、炎などの熱源から放射される紫外線を感知する。感知機１５０１は、規定値以上の放射強度を有する紫外線が紫外線センサ１５０４にて感知されると、その情報を受信機１５０２に送る。受信機１５０２は、表示部１５０７、操作キー１５０８、操作キー１５０９、配線１５１０等を有する。受信機１５０２は、感知機１５０１からの情報に従って、発信機１５０３の動作を制御する。発信機１５０３は、スピーカ１５１１、照明装置１５１２などを有する。発信機１５０３は、受信機１５０２からの命令に従って、警報を発信する機能を有する。図１５（Ａ）では、発信機１５０３が、スピーカ１５１１を用いた音声による警報と、赤色灯などの照明装置１５１２を用いた光による警報とを共に行う例を示しているが、いずれか一方のみの警報またはそれ以外の警報を、発信機１５０３が行うようにしても良い。
【０１５６】
また、警報の発信に伴い、シャッターなどの防火設備に、所定の動作を行う旨の命令を受信機１５０２が送るようにしても良い。また、図１５（Ａ）では、受信機１５０２と感知機１５０１との間において無線で信号の送受信が行われる場合を例示したが、配線等を介して信号の送受信が行われていても良い。また、図１５（Ａ）では、受信機１５０２から発信機１５０３へ、配線１５１０を介して信号の送信が行われている場合を例示したが、無線で信号の送信が行われていても良い。
【０１５７】
太陽光による紫外線の人体への影響を軽減するため、さまざまな携帯機器に紫外線センサを応用することが期待されている。図１５（Ｂ）は本発明の一態様の紫外線センサを内蔵した腕時計であり、筐体１５２０、表示部１５２１、操作ボタン１５２２、窓１５２３、紫外線センサ１５２４、バンド１５２５等を有する。窓１５２３を通過した光は、紫外線センサ１５２４に照射される。
【０１５８】
紫外線センサ１５２４が紫外線を検出し、その紫外線強度に応じた表示を表示部１５２１上に表示することができる。また、表示部１５２１にアラームを出し、ユーザーに紫外線に対する注意を促すことも可能となる。
【０１５９】
図１５（Ｃ）は本発明の一態様の紫外線センサを内蔵したスマートフォンであり、筐体１５３０、表示部１５３１、マイク１５３２、スピーカ１５３３、カメラ１５３４、窓１５３５、紫外線センサ１５３６、操作用のボタン１５３７及び操作用のボタン１５３８が設けられている。窓１５３５を通過した光は、紫外線センサ１５３６に照射される。
【０１６０】
紫外線センサ１５３６が紫外線を検出し、その紫外線強度に応じた表示を表示部１５３１上に表示することができる。また、スピーカ１５３３より音声アラームを出し、ユーザーに紫外線に対する注意を促すことも可能となる。
【０１６１】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１６２】
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紫外線センサを有する電子部品が搭載されている。このため、低価格で温度特性の良い紫外線センサを搭載した電子機器が実現される。
【符号の説明】
【０１６３】
５０    ｎ型トランジスタ
５１    ｐ型トランジスタ
１００    酸化物半導体トランジスタ
１０１    活性層
１０２    ゲート電極
１０３    ドレイン電極
１０４    ソース電極
１０５    境界
２００    酸化物半導体トランジスタ
２０１    活性層
２０２    ゲート電極
２０３    ドレイン電極
２０４    ソース電極
２０５    境界
３００    酸化物半導体トランジスタ
３０１    活性層
３０２    ゲート電極
３０３    ドレイン電極
３０４    ソース電極
３０５    界面
４００    トランジスタ
４０１    ゲート電極
４０２    活性層
４０３    ドレイン電極
４０４    ソース電極
４０５    ゲート絶縁膜
４０６    層間膜
４０７    層間膜
４０８    電極
４０９    電極
４１０    電極
４１１    上部配線
４１２    境界
５００    トランジスタ
５０１    ゲート電極
５０２    活性層
５０３    ドレイン電極
５０４    ソース電極
５０５    電極
５０６    電極
５０７    電極
５０８    上部配線
５０９    境界
６００    紫外線検出回路
６０１    酸化物半導体トランジスタ
６０２    スイッチ
６０３    スイッチ
６０４    差動アンプ
６０５    抵抗素子
６０６    電源
６０７    電源
６０８    電源
６０９    端子
６１０    端子
６１１    端子
８００    マイクロコントローラ
８０１    ＣＰＵコア
８０２    クロック生成回路
８０３    ウオッチドッグ
８０４    タイマー
８０５    ＡＤコンバータ
８０６    表示制御回路
８０７    ＲＯＭ
８０８    ＲＡＭ
８０９    電源制御回路
８１０    Ｉ／Ｏインターフェイス
８１１    アドレスバス
８１２    データバス
８１３    外部電源
８１４    外部バス
８１５    表示回路
９００    携帯通信機器
９０１    回路
９０２    アナログベースバンド回路
９０３    デジタルベースバンド回路
９０４    バッテリー
９０５    電源回路
９０６    アプリケーションプロセッサ
９０７    ＣＰＵコア
９０８    メモリ
９０９    ＡＤコンバータ
９１０    フラッシュメモリ
９１１    ＤＲＡＭ
９１２    タッチセンサ
９１３    表示装置
９１４    表示部
９１５    データドライバ
９１６    スキャンドライバ
９１７    表示コントローラ
９１８    音声回路
９１９    紫外線検出回路
９２０    カメラモジュール
９２１    アンテナ
１０００    半導体基板
１００１    素子分離用絶縁膜
１００２    ｎ型不純物領域
１００３    ｎ型不純物領域
１００４    ゲート電極
１００５    ゲート絶縁膜
１００７    ｐ型不純物領域
１００８    ｐ型不純物領域
１００９    ゲート電極
１０１０    ゲート絶縁膜
１０１２    絶縁膜
１０１３    導電体
１０１４    導電体
１０１５    導電体
１０１６    導電体
１０１７    配線
１０１８    配線
１０１９    配線
１０２０    絶縁膜
１０２１    絶縁膜
１０２２    絶縁膜
１０２３    ゲート電極
１０２４    ゲート絶縁膜
１０２５    半導体膜
１０２６    絶縁膜
１０２７    配線
１０２８    配線
１０２９    導電体
１０３０    配線
１０３１    Ｎウェル領域
１０３２    導電体
１１０１    曲線
１１０２    曲線
１４０１    紫外線センサ
１４０２    プラスチックＤＩＰパッケージ
１４０３    紫外線センサ
１４０４    丸型パッケージ
１５０１    感知機
１５０２    受信機
１５０３    発信機
１５０４    紫外線センサ
１５０５    窓
１５０６    操作キー
１５０７    表示部
１５０８    操作キー
１５０９    操作キー
１５１０    配線
１５１１    スピーカ
１５１２    照明装置
１５２０    筐体
１５２１    表示部
１５２２    操作ボタン
１５２３    窓
１５２４    紫外線センサ
１５２５    バンド
１５３０    筐体
１５３１    表示部
１５３２    マイク
１５３３    スピーカ
１５３４    カメラ
１５３５    窓
１５３６    紫外線センサ
１５３７    ボタン
１５３８    ボタン
【図１】
2016001737.tif 000003
【図２】
2016001737.tif 000004
【図３】
2016001737.tif 000005
【図４】
2016001737.tif 000006
【図５】
2016001737.tif 000007
【図６】
2016001737.tif 000008
【図７】
2016001737.tif 000009
【図８】
2016001737.tif 000010
【図９】
2016001737.tif 000011
【図１０】
2016001737.tif 000012
【図１１】
2016001737.tif 000013
【図１２】
2016001737.tif 000014
【図１３】
2016001737.tif 000015
【図１４】
2016001737.tif 000016
【図１５】
2016001737.tif 000017