基板と、前記基板と第1の面で接して形成され、光照射によりキャリアを生成する半導体膜と、前記半導体膜中に配置される圧電体と、を有し、前記圧電体は、前記半導体膜の前記第1の面と前記第1の面に対向する第2の面との間に、連続的に分布するように配置され、前記圧電体の電気分極軸が前記半導体膜の膜厚方向に対して揃っている半導体装置。請求項1に記載の半導体装置において、前記圧電体は前記半導体膜を貫くように配置される半導体装置。請求項1に記載の半導体装置において、前記圧電体が水晶、リン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸亜鉛、ロッシェル塩、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、リチウムテトラボレート、ランガサイト、窒化アルミニウム、トルマリン、亜硝酸ナトリウムのいずれかからなる半導体装置。請求項1に記載の半導体装置において、前記半導体膜は、TiO2、SiC、GaN、GaP、GaAs、CdSe、CdS、Fe2O3、SrTiO3、Bi2O3、FeTiO3、MnTiO3、BaTiO3、KTaO3、WO3、SnO2、NbO2、Nb2O3のいずれかからなる半導体装置。請求項1に記載の半導体装置において、複数の前記圧電体がそれぞれ独立して、前記半導体膜中に配置される半導体装置。請求項5に記載の半導体装置において、前記半導体膜の面内方向における前記圧電体の断面形状が、円形または四角の形状である半導体装置。請求項1に記載の半導体装置において、前記圧電体は、前記半導体膜の面内で一方向に線状に伸びた構造を有する半導体装置。請求項1に記載の半導体装置において、前記圧電体は、前記半導体膜を格子状に分割するように配置される半導体装置。基板と、前記基板と第1の面で接して形成され、光照射によりキャリアを生成する半導体膜と、前記半導体膜中に配置される圧電体と、を有し、前記圧電体に歪みが印加された場合、前記圧電体の周囲であって前記半導体膜の前記第1の面と前記第1の面に対向する第2の面との間に発生する電場の向きが、前記半導体膜の膜厚方向となる半導体装置。請求項9に記載の半導体装置において、前記圧電体が水晶、リン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸亜鉛、ロッシェル塩、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、リチウムテトラボレート、ランガサイト、窒化アルミニウム、トルマリン、亜硝酸ナトリウムのいずれかからなる半導体装置。請求項9に記載の半導体装置において、前記半導体膜は、TiO2、SiC、GaN、GaP、GaAs、CdSe、CdS、Fe2O3、SrTiO3、Bi2O3、FeTiO3、MnTiO3、BaTiO3、KTaO3、WO3、SnO2、NbO2、Nb2O3のいずれかからなる半導体装置。請求項9に記載の半導体装置において、複数の前記圧電体がそれぞれ独立して前記半導体膜中に配置され、前記半導体膜の面内方向における前記圧電体の断面形状が、円形または四角の形状である半導体装置。請求項9に記載の半導体装置において、前記圧電体は、前記半導体膜の面内で一方向に線状に伸びた構造を有する半導体装置。請求項9に記載の半導体装置において、前記圧電体は、前記半導体膜を格子状に分割するように配置される半導体装置。光照射によりキャリアを生成する半導体装置と、透光性を有し前記半導体装置の周囲を流体で満たす構造を有する容器とを備え、前記キャリアによる酸化還元反応により生成される生成物を取り出すシステムであって、前記半導体装置は、基板と、前記基板と第1の面で接して形成され、前記キャリアを生成する半導体膜と、前記半導体膜中に配置される圧電体と、を有し、前記圧電体は、前記半導体膜の前記第1の面と前記第1の面に対向する第2の面との間に、連続的に分布するように配置され、前記圧電体の電気分極軸が前記半導体膜の膜厚方向に対して揃っている、半導体装置を用いたシステム。本発明では、キャリアの生成に薄膜やバルクの半導体を用いる。一方で、特許文献1に開示される微粒子を用いる方法は、薄膜やバルクの半導体を用いる場合に比べて、体積当たりの表面積を大きくできるため、酸化還元反応が生じる頻度を上げやすい。また、水中に分散させて用いることが多く、光の乱反射による吸収確率を上げられる利点を持つ。しかしながら、本発明のように半導体膜表面と基板界面にキャリアを分離するものではなく、微粒子同士の接触による微粒子間を跨ったキャリアの再結合が起きやすく、その防止が難しい。また、酸化還元反応を維持できる期間も短い。また、特許文献2に開示される複合体は、粉体を焼結して形成されており、圧電体の電気分極軸はランダムな方向を向く。そのため、局所的な電荷分離効果しか期待できず、キャリアの再結合が生じやすくなってしまう。さらに、特許文献3に開示される構成は、特許文献1と同様、半導体膜表面と基板界面にキャリアを分離するものではなく、キャリアの再結合抑止効果が局所的にしか及ばない。このような事情に鑑み、本願は、薄膜やバルクの半導体に光を照射して生成したキャリアの再結合を抑止して電極へ取り出し易くすることを可能にする構造を提供することを目的とする。本願において開示される発明のうち代表的なものを簡単に説明すれば、次のとおりである。すなわち、基板と、基板と第1の面で接して形成され光照射によりキャリアを生成する半導体膜と、半導体膜中に配置される圧電体とを有し、圧電体は、半導体膜の第1の面と第1の面に対向する第2の面との間に、連続的に分布するように配置され、圧電体の電気分極軸が半導体膜の膜厚方向に対して揃っている半導体装置である。また、基板と、基板と第1の面で接して形成され光照射によりキャリアを生成する半導体膜と、半導体膜中に配置される圧電体とを有し、圧電体に歪みが印加された場合、圧電体の周囲であって半導体膜の第1の面と第1の面に対向する第2の面との間に発生する電場の向きが、半導体膜の膜厚方向となる半導体装置である。また、光照射によりキャリアを生成する半導体装置と、透光性を有し半導体装置の周囲を流体で満たす構造を有する容器とを備え、キャリアによる酸化還元反応により生成される生成物を取り出す、半導体装置を用いたシステムである。半導体装置は、基板と、基板と第1の面で接して形成されキャリアを生成する半導体膜と、半導体膜中に配置される圧電体とを有し、圧電体は半導体膜の第1の面と第1の面に対向する第2の面との間に、連続的に分布するように配置され、圧電体の電気分極軸は半導体膜の膜厚方向に対して揃っている。本発明によれば、薄膜やバルクの半導体に光を照射して生成したキャリアの再結合を抑止して電極へ取り出し易くすることができる。実施例1本実施例では本発明の一形態である一次元柱状圧電体を、光キャリア生成を担う半導体中に埋め込んだ構成について述べる。本実施例は光照射によりキャリアを生成する半導体に、自発的に静電ポテンシャルが印加されるような構成を付加することにより、正負のキャリア夫々がお互いに対向する方向へドリフトする機構を付与することができる構造を主要な特徴とする。尚、ここで自発的とは、外部から意識的にエネルギーの供給をすることなしに、という意味で用いる。図1aは、基板10上に柱状の圧電体12が光キャリアを生成する半導体膜11に埋め込まれた状態を示す図である。図1bは、図1aの、圧電体を含む面での断面図である。柱状の圧電体12は、半導体膜11をほぼ貫く様に配置されていることが特徴の一つである。この圧電体12は半導体膜11を完全に貫いた形状になっていても良く、また、圧電体12の表面と半導体膜11の表面が一致した状態でもよい。更に、圧電体12の表面が半導体膜11の内部にある程度埋もれた状態になっていても良い。ここである程度とは、表面が半導体膜11の内部に影響を及ぼす程度の距離を言い、半導体のエネルギーバンドが表面の影響により曲がる範囲として特徴づけられる。また、柱状の圧電体は、電気分極軸がそろっていることが特徴の一つである。このような状態で基板に歪が印加されると、基板や薄膜を介して柱状の圧電体に歪が印加され、柱状の圧電体の端面に正負の電荷が発生する。電荷が発生する端面が半導体膜11の表面と基板界面に相当するよう圧電体を配置しておくことにより、圧電体周辺では膜の表面と基板界面間に電場が印加される。半導体薄膜に印加される圧力が膜内で同種引っ張り若しくは圧縮応力のいずれかであれば、圧電体の電気分極軸を揃えておくことにより、半導体薄膜の表面と界面の間で電場の向きを統一することができる。強度に時間的変動はあるものの、電場が半導体膜の膜厚方向に発生し、電子と正孔は夫々が決まった方向にドリフトするため、正負のキャリアをそれぞれ決まった電極で取出し易くなる。図4aは、この状況を説明する図で、図1b中Aの位置での歪が印加された状態での半導体膜11のエネルギーバンドを示している。横軸は図1bのAで示される深さ方向の位置を表し、縦軸がエネルギーを示す。歪が印加された状態では柱状の圧電体の両端に発生する正負の電荷により、伝導帯13及び価電子帯15が曲がり、伝導帯の底20及び価電子帯の上端21が膜の深さ方向に対して傾くため、光により生成したキャリアである電子16及び正孔17はバンドの傾きに応じて図中左右に夫々が分離される。なお、図中の符号14は半導体中の禁制帯を示す。一方、歪が印加されていない状態では、エネルギーバンドは半導体膜表面の影響のみにより表面近傍だけが曲がる。その結果、図4bに示されるように半導体膜表面18近傍で吸収された光により生成した電子16、正孔17はバンドの曲がりにより分離されるが、その効果は半導体膜表面18の近傍に限定される。また、半導体内部では、歪が印加されていなくとも、半導体と圧電体のフェルミエネルギーが一致しない限り半導体と圧電体の界面でエネルギーバンドの曲がりが生じる。その結果、半導体と圧電体の界面近傍では、光の吸収により生成された電子正孔対は、お互いに異なる方向に力を受けるようエネルギーバンドの曲がりの影響を受け、夫々空間的に距離を持つようドリフト運動を生ずる。その結果、電子と正孔は空間的に異なる分布を持ち易くなり、再結合頻度が低下する。図5aはこの状況を説明した図で、図1b中Bの位置でのエネルギーバンドを示したものである。縦軸はエネルギーを示し、横軸は横方向の位置を示す。半導体膜11と圧電体12の界面19近傍で、伝導帯13及び価電子帯15が曲がるため、この付近で生成した電子16及び正孔17は電荷の正負に応じてお互いに逆向きの方向に力を受けることになる。図5bは、仮に圧電体がない場合の同じ場所でのエネルギーバンドを描いたもので、均一な半導体層が続くため、伝導帯13及び価電子帯15の曲がりは生じない。以上のように、半導体膜の表面と基板界面との間で圧電体が連続的に分布するように配置され、電気分極軸が膜厚方向に対して揃っていることにより、歪が印加されている場合と緩和している状態で程度の差はあるものの、光の吸収で発生した電子と正孔は、各々逆向きの方向に力を受けることになり、空間的に分離した状態へと分布する。これにより、キャリアの再結合を抑制して電極へ取り出しやすくなる。なお、後述するが、圧電体の形態は柱状に限るものではない。電気分極軸が揃っており、光生成を担う半導体薄膜の表面と基板界面間に連続的に存在する構造であればよい。本構造を実現するプロセスの一例を、図6を用いて説明する。まずシリコンSiからなる基板10上に圧電体として酸化亜鉛ZnO薄膜22を成膜する図6a。例えば、Znをターゲットとし、酸素とアルゴンの混合雰囲気中で反応性RFマグネトロンスパッターにより膜厚およそ100nmのZnOを成膜できる。この薄膜上に水熱合成法によりc軸方向に配向したZnO膜12を形成する図6b。20mMの塩化亜鉛ZnCl2と20mMのヘキサメチレンテトラミンを溶かした水溶液に4wtのアンモニア水溶液を加え95°Cに保持する。そこに先ほどの基板をZnO面を下向きにして接触させ、1時間ほど保持することにより膜厚およそ1μmのc軸に配向したZnO薄膜を得る。次に、フォトリソグラフィによりZnO膜のパターニングを行い、基板に垂直方向に直立した一次元円柱状ZnOを形成する。上記基板にレジスト薄膜23をスピンコートにより塗布し、ホットプレートによりベークする図6c。円形のレジストが周期的に残るようなパターンを持つフォトマスクで露光し、適宜現像する。その結果、図6dに示す様にZnO膜上に円形の島状のレジスト薄膜23のパターンが残る。この基板をリン酸H3PO4によりエッチングすることにより、図6eに示すような円柱状のZnOを基板10上に形成する。その後、図6fに示すように二酸化チタンTiO228をスパッタし、円柱状ZnOをTiO2中に埋め込む。残存するレジストをウェットエッチングで除去することにより、円柱状ZnO上に成膜されたTiO2をリフトオフする。こうして図6gに示すような所望の構造を得る。この状態で更にTiO2を成膜することにより、円柱状ZnOを完全に埋め込んでも良い。ここでは、パターニングの詳細は省き概要のみ記したが、成膜やエッチング、レジストの塗布ベーク条件やレジストのネガポジに応じたマスクの反転パターンの選択の必要性などを始めとしたフォトリソグラフィの詳細など、当業者には明らかであろう。こうして構成した基板の裏面にアルミを蒸着し、表面に透明電極として錫ドープした酸化インジウムITOを成膜した状態で、TiO2には吸収されるがITOに対する吸収は小さい365nmの光を照射して光電流を計測した。比較の為、円柱状ZnOがないことを除き、膜厚等を同じにして構成した基板に光をあてて光電流を計測したところ、同じ強度の光に対して前者の方が光電流を多く取り出せることを確認した。また、圧電体が円柱状の構造は、圧電体がナノワイヤー状に結晶成長するようなものに対して適している。そのような例としてGaNやサファイア基板上でのZnO結晶成長などがあげられる。この場合、格子定数が整合するため、スパッタ成膜せず直接水熱合成により膜を成長させることができる。さらには、フォトリソグラフィによる成形が不要となる大きな利点がある。本実施例では圧電体としてZnOを用いたが、水晶、リン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸亜鉛、ロッシェル塩、酸化亜鉛、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、リチウムテトラボレート、ランガサイト、窒化アルミニウム、トルマリン、亜硝酸ナトリウムなど、その他の圧電体を用いても構わない。また、基板はSiを用いたが、それに限るものではない。ガラスや可塑性をもつプラスチック基板、金属基板でも同様にして必要な構造を構成することができる。更に、光キャリアを生成する半導体についても、TiO2に限るものでなく、SiCやGaN、GaP、GaAs、CdSe、CdS、Fe2O3、SrTiO3、Bi2O3、FeTiO3、MnTiO3、BaTiO3、KTaO3、WO3、SnO2、NbO2、Nb2O3など、可視光付近に吸収を持つ半導体であれば種類を問わない。実施例2図2は、本発明の実施例2に係る半導体装置を示すものである。本実施例では、角柱状の圧電体構造を有することを特徴とする。本実施例では、実施例1で説明した半導体装置の製造方法に対して、フォトマスクのパターンを変更することにより角柱状の圧電体構造を得ることができる。実施例3実施例1では圧電体を柱状構造とした例をあげたが、本実施例では図3に示すような板状構造の圧電体を用いた例について記載する。本実施例の半導体装置の製造方法は、圧電体ZnOを水熱合成法により成長させ、レジストを塗布するところまでは、実施例1に開示した方法と全く同様である。その後、図7aに示すような、スリットが周期的に並んだパターンを持つフォトマスクを用いて露光する。以降実施例1と同様にしてエッチング、半導体の成膜、リフトオフ、必要であれば再度成膜し、図3aに示すような構造、圧電体12が半導体膜11の面内で一方向に線状に伸びた構造を得る。この構造は圧電体が連続的に分布しているため、柱状と比較し、同じ周期で圧電体を配置した場合、歪によるポテンシャルの影響が広く及ぶ利点がある。更に、半導体と圧電体の界面の面積が広くなるため、界面によるエネルギーバンドの曲がりの効果がより広く及ぶ利点もある。連続的な圧電体の配置も図3aに限るものではない。例えば図7bに示すようなフォトマスクを用いて、実施例1に開示した方法と同様にして図3bのような構造、圧電体12が半導体膜11を格子状に分割するように配置される構造を得ることができる。このような構造は、図3aに比べて、歪により発生する電荷の影響がより強く半導体層に及ぶ利点を有する。更に、界面の影響もより広い領域に及ぶ利点がある。一方、図3aの構成は、図3bに比べ光が広範囲に当たり易くなる利点を有する。この利点は図3a、bの構成に比べた場合の図1a、図2の構成についてより顕著である。実施例4本実施例では実施例1から3に記載した光生成キャリアを効率的に取り出す半導体装置を用いたシステムについて、図8を用いて記述する。実施例1から3に記載したような半導体装置24を設置箱25の内部に固定する。設置箱25は気体もしくは液体の様な流体を導入し、半導体装置24の周囲を満たす構造を持つ。図中の符号26は流体を導入する導入口で、符号27は流体を設置箱から導出する為の導出口である。設置箱25の少なくとも上面は光を内部に取り込めるよう、透明な面で構成される。半導体装置24は、設置箱内に機械的に固定される。その結果、太陽光照射による熱に起因した熱歪、機械的ストレスを印加した状態で設置することによる機械的歪、薄膜成膜時の膜歪などによる歪が導入される。導入口26から、例えば二酸化炭素を高濃度に溶解させた溶液を導入して設置箱25内を満たし、上面から太陽光を照射する。半導体装置24の表面から入射した光は半導体中で吸収され光キャリア電子と正孔のペアを生成する。圧電体に上述の歪みが印加されることにより、生成された光キャリアは、実施例1で記載したように電子と正孔が効率的に分離して夫々半導体装置24の表面と裏面に到達する。それらのキャリアは半導体装置24の夫々の表面で二酸化炭素若しくはその溶解生成物の酸化と還元を行い、分解物を生成する。生成物が気体の場合、設置箱の上面にガス取出し口を設けておいて外部へ取り出す。液体の場合、導出口から搬出される。以上のように、実施例1から3において説明した半導体装置を用いることにより、キャリアの再結合を抑止して取り出しやすくなり、その結果、キャリアによる酸化還元反応による分解物を効率的に生成し取り出すことが可能となる。以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形実施可能であり、上述した各実施形態を適宜組み合わせることが可能であることは当業者に理解されよう。