JP6547273B2 - ｐ型酸化物半導体、ｐ型酸化物半導体製造用組成物、ｐ型酸化物半導体の製造方法、半導体素子、表示素子、画像表示装置、及びシステム - Google Patents

ｐ型酸化物半導体、ｐ型酸化物半導体製造用組成物、ｐ型酸化物半導体の製造方法、半導体素子、表示素子、画像表示装置、及びシステム Download PDF

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Description

本発明は、ｐ型酸化物半導体、ｐ型酸化物半導体製造用組成物、ｐ型酸化物半導体の製造方法、半導体素子、表示素子、画像表示装置、及びシステムに関する。
アモルファス状態でａ−Ｓｉ以上の移動度を示すＩｎＧａＺｎＯ４（ａ−ＩＧＺＯ）薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）の発表をきっかけとして、世界中で酸化物半導体の実用化へ向けた研究開発が精力的に進められている。しかしながら、これら酸化物半導体材料の殆どは、電子をキャリアとするｎ型酸化物半導体である。
ｎ型酸化物半導体に匹敵するｐ型酸化物半導体が利用可能になれば、これらを組み合わせてｐ−ｎ接合を形成することにより、ダイオード、光センサ、太陽電池、ＬＥＤ、バイポーラトランジスタなどを実現できる。酸化物半導体は、ワイドギャップ化が可能であるため、これらのデバイスを透明にすることも可能になる。
また、アクティブマトリックス型有機ＥＬディスプレイでは、図７に示すような２Ｔ１Ｃ回路を基本の駆動回路としている。この場合、駆動トランジスタ２０がｎ型であると所謂ソースフォロワー接続になる。そのため、有機ＥＬ素子特性の経時変化（特に電圧上昇）により前記駆動トランジスタの動作点が異なるゲート電圧の動作点へと移動してしまい、ディスプレイの半減寿命を短くしてしまうという問題がある。駆動トランジスタにｐ型を用いれば、この問題は生じない。
また、有機ＥＬは電流駆動であり、電流値のばらつきが表示の不均一性につながる。従って、トランジスタの閾値がばらついていたり経時変化したりする場合は、これを補償して表示不良を防ぐ必要がある。その為の回路を構成する際、ｎ型トランジスタだけでは回路が複雑になるが、ｎ型とｐ型の両方を用いることができればより簡略な回路構成で済む。
以上の理由から、高性能のｐ型酸化物半導体が切望されている。
今までのところ、実際に動作することが確認されているｐ型酸化物ＴＦＴの活性層は、一価の銅（Ｃｕ）を含むものと、二価の錫（Ｓｎ）を含むものに限られる。
一価の銅酸化物であるＣｕ２Ｏ結晶は、Ｏ−Ｃｕ−Ｏのダンベル構造を基本としており、Ｃｕの３ｄ軌道と酸素の２ｐ軌道の混成軌道によって価電子帯頂上が構成される。酸素過剰型のノンストイキオメトリによりホールが前述の価電子帯に導入され、ｐ型伝導が発現される。ＣｕＭＯ２（Ｍ＝Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ）で表されるデラフォサイト型結晶とＳｒＣｕ２Ｏ２型結晶においても、このダンベル構造が基本ユニットとなり、Ｃｕは一価の状態を取ることが知られている。
これらのＣｕ含有酸化物が良好なｐ型の導電性を示すためには、高い結晶性を有し、かつＣｕ＋を含む酸化物の単相膜となっている必要がある。しかし実際は、Ｃｕの価数と酸素量を詳細に制御することは困難であり、Ｃｕ＋とＣｕ２＋を含む結晶相が混ざった膜となりやすい。このため、これらのｐ型酸化物材料を半導体素子の活性層などに用いる場合、キャリア濃度やキャリア移動度などの特性を最適化することが難しい。
非特許文献１及び２にはＣｕ２Ｏ結晶を活性層とするＴＦＴが提案されているが、活性層の特性を十分に制御できていないために、ＴＦＴの電界効果移動度及びオンオフ比は実用に適したレベルに達していない。また、特許文献１には、１価のＣｕ又はＡｇを含むデラフォサイト結晶のｐ型酸化物材料を活性層に用いたＴＦＴが提案されているが、活性層の材料特性、及び形成方法、並びにトランジスタの特性などの十分な情報が開示されていない。
酸化錫では、Ｓｎが２価の状態、すなわちＳｎＯとなった場合にｐ型の導電性が得られることが知られている。しかし、Ｓｎは、最外殻の５ｐ電子を２個失ったＳｎ２＋の状態よりも、５ｐ電子２個と５ｓ電子２個を失ったＳｎ４＋の状態の方が遥かに安定であることから、酸化物はｎ型のＳｎＯ２になりやすい。このため、酸化錫をｐ型の活性層として用いる際は、Ｓｎ２＋の状態を実現し、かつそれを安定して保持することが課題となる。
特許文献２にはＳｎＯを活性層とするｐ型ＴＦＴが報告されているが、前述の課題があるために、その特性や動作安定性は実用に適するレベルに達していない。
即ち、これらの提案の技術では、活性層であるｐ型酸化物材料の特性を充分に制御することができておらず、結果として所望の特性の半導体素子が実現できていない。
特許文献３には、ｐ型半導体として、Ａｇ（イオン価１）、Ｃｕ（イオン価１）、Ａｕ（イオン価１）、Ｔｌ（イオン価１）、Ｐｂ（イオン価２）、Ｂｉ（イオン価３）、ｌｎ（イオン価１）、Ｓｎ（イオン価２）、及びＳｂ（イオン価３）の中の少なくとも二つ以上を含む酸化物が提示されている。ｐ型の導電性を発現させるためにはホールをドープする必要があるが、Ｔｌ（イオン価１）を含む酸化物については、それについては何の記載もなく、ｐ型の導電性は実現していない。
したがって、半導体素子の活性層として利用可能な導電特性を持つｐ型酸化物半導体の提供が求められているのが現状である。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、半導体素子の活性層として利用可能な導電特性を持つｐ型酸化物半導体を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明のｐ型酸化物半導体は、
タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
前記金属酸化物が、ホールドープされてなることを特徴とする。
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、半導体素子の活性層として利用可能な導電特性を持つｐ型酸化物半導体を提供することができる。
図１は、ダイオードの一例を示す概略構成図である。 図２は、トップコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。 図３は、ボトムコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。 図４は、トップコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。 図５は、ボトムコンタクト・トップゲート型の電界効果型トランジスタの一例を示す概略構成図である。 図６は、画像表示装置を説明するための図である。 図７は、本発明の表示素子の一例を説明するための図である。 図８は、表示素子における有機ＥＬ素子と電界効果型トランジスタの位置関係の一例を示す概略構成図である。 図９は、表示素子における有機ＥＬ素子と電界効果型トランジスタの位置関係の他の一例を示す概略構成図である。 図１０は、有機ＥＬ素子の一例を示す概略構成図である。 図１１は、表示制御装置を説明するための図である。 図１２は、液晶ディスプレイを説明するための図である。 図１３は、図１２における表示素子を説明するための図である。
（ｐ型酸化物半導体、ｐ型酸化物半導体製造用組成物、及びｐ型酸化物半導体の製造方法）
＜ｐ型酸化物半導体＞
本発明のｐ型酸化物半導体は、タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、前記金属酸化物が、ホールドープされてなることを特徴とする。
有用なｐ型の導電特性を発現するには、酸化物半導体中に充分な密度のホールが存在することと、そのホールが移動しやすいバンド構造になっていることが必要となる。本発明のｐ型酸化物半導体では、ホールドープによってホール密度が制御され、Ｔｌを含むことによって高移動度が実現できる。前記ホール密度は、ホールドープによって１０１０／ｃｍ３以上１０２１／ｃｍ３以下に制御されていることが好ましく、１０１２／ｃｍ３以上１０１９／ｃｍ３以下に制御されていることがより好ましい。前記ホール密度が、この範囲にある場合に、半導体として有用な抵抗率及び導電特性が実現できる。
前記金属酸化物に前記ホールドープをする手段の一つは、酸素過剰型（または、カチオン欠損型）のノンストイキオメトリを実現することである。これには、前記ｐ型酸化物半導体を製造する際の条件を制御することが有効である。前記ｐ型酸化物半導体を真空成膜で製造する場合は、例えば、原料の組成、及び成膜時の雰囲気を最適化することでホールを生成できる。前記ｐ型酸化物半導体を塗布法で製造する場合は、例えば、原料の組成、並びに焼成時の温度、時間、及び雰囲気等を最適化することでホールを生成できる。
従来のＣｕ＋を含む結晶性のｐ型酸化物では、ホールの密度を上げるため酸素過剰の状態を作ろうとすると意図せずＣｕが酸化されて２価となってしまうことから、ホール密度を制御することが難しかった。これに対し本発明のｐ型酸化物半導体では、Ｔｌ＋（６ｐ電子１つを失った状態）を含む状態で酸素を過剰にしてもＴｌが２価に変化することはなく、３価（６ｐ電子１つと６ｓ電子２つを失った状態）になるまで酸化が進んで初めて価数変化が生じる。すなわち、Ｃｕ＋と比べてＴｌ＋は価数変化が生じにくく、ホール密度を広い範囲で制御することが可能である。
半導体素子中の活性層材料として利用することを考えた場合、一般的に、半導体素子の種類や特性に応じて半導体材料に求められる導電特性は異なったものとなる。本発明のｐ型酸化物半導体は、ホール密度が広範囲で制御できるため、求められる導電特性を容易に実現でき、半導体素子の性能向上につながる。
前記ホールドープの別の手段は、置換ドープである。前記金属酸化物中のカチオンの一部を、それよりイオン価数が小さいカチオンで置換することにより、その価数の差に応じてホールが生成される。ただし、本発明のｐ型酸化物半導体においては、Ｔｌが＋１価の状態であることが好ましく、この場合はＴｌ＋をより価数が小さいカチオンで置換することはできない。置換ドープによってホールドープを行う場合は、前記ｐ型酸化物半導体がＴｌに加えて別のカチオンを含み、そのカチオンに対して置換ドープを施すことが好ましい形態である。
また、前記金属酸化物中の酸素のサイトの一部をそれよりイオン価数が小さいアニオン（すなわちイオン価数が−３以下）で置換することによっても、ホールドープが実現される。例えば、酸素のサイトの一部を窒素で置換することが有効である。
高移動度の実現のためには、価電子帯頂上が非局在化している必要があり、すなわち価電子帯頂上が主にＴｌの６ｓ軌道で構成されていることが好ましい。Ｔｌは＋１価の状態の他に、６ｐ電子１つと６ｓ電子２つを失った＋３価の状態を取りうるが、ｐ型の導電特性を向上させる観点から、前記ｐ型酸化物半導体中に存在するＴｌとしては、＋１価と＋３価が混ざった状態よりも全てが＋１価の状態である方がより好ましい。
従来のＳｎ２＋を含むｐ型酸化物では、Ｓｎがより安定な４価の状態に変化し易いため、ｐ型の導電特性が安定したものとならなかった。一方で本発明のｐ型酸化物半導体では、Ｔｌが１価の状態で安定して存在することから、導電特性もより安定なものとなる。そのことは、これを活性層に用いた半導体素子の安定動作にもつながる。
また、従来のＣｕ＋を含むｐ型酸化物では価電子帯頂上がＣｕの３ｄ軌道とＯの２ｐ軌道の混成軌道で構成されており、電子軌道の異方性が強い。これに対し本発明のｐ型酸化物半導体では、等方的なＴｌ＋の６ｓ軌道からなるバンドをキャリアが移動することになるため、その導電特性が結晶性の影響を受けにくいという利点を持つ。
本発明のｐ型酸化物半導体は、アモルファスであってもよいし、その一部或いは全体が結晶であってもよい。これは前述のように、価電子帯頂上が等方的なＴｌ＋の６ｓ軌道で構成されており、導電特性が結晶性の影響を受けないことによる。
本発明のｐ型酸化物半導体は、ＴｌとＯ以外の元素を含んでいてもよく、例えば、Ｔｌ以外の金属元素を１つ以上含む複合酸化物であってもよい。その場合、Ｔｌ以外の金属元素としては、ある特定の価数で安定して存在する元素の方が好ましい。前述のようにＴｌは全て＋１価であることが好ましいが、Ｔｌ以外の金属元素が複数の価数の状態を取りうると、Ｔｌの＋１価と＋３価が混在してしまう可能性があるためである。そのような複数の価数の状態を取りうる元素の具体例としては遷移金属元素が挙げられ、前記ｐ型酸化物半導体はこれらの元素を含まないことが好ましい。遷移金属元素のｄ電子が形成するｄバンドがＴｌ＋の６ｓ軌道からなるバンドに影響を与えるとｐ型導電特性の発現の妨げとなりうるためである。その点から、前記ｐ型酸化物半導体は、例えば、ＦｅやＣｕといった遷移金属元素を含まないことが好ましい。
前記ｐ型酸化物半導体としての前記金属酸化物は、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びテルル（Ｔｅ）の少なくともいずれかを含むことが好ましい。また、前記ｐ型酸化物半導体としての前記金属酸化物は、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）の少なくともいずれかを含むことも好ましい。Ｔｌに対するこれらのカウンターカチオンの種類及び量によって、バンドの状態密度と導電特性を幅広く制御できる。
これらの中でも、前記金属酸化物は、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくともいずれかを含むことが好ましい。ＴｌＡｌＯ２及びＴｌＧａＯ２は結晶化させるとＴｌＦｅＯ２型の結晶構造を取ることが知られており、本発明のｐ型酸化物半導体においてもこの結晶構造を取ることが好ましい形態の一つである。
前記金属酸化物に含まれる、タリウム（Ｔｌ）のモル数と、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のモル数の和とは、略等しいことが好ましい。そうすることにより、ＴｌＦｅＯ２型の結晶構造が実現しやすくなる。ここで、「略等しい」とは、例えば、タリウム（Ｔｌ）のモル数（Ｘ）と、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のモル数の和（Ｙ）とが、モル比（Ｘ：Ｙ）で１．０：０．９〜１．０：１．１である。
前記ホールドープの手段の一つとして置換ドープがあることを前述した。この場合、前記ｐ型酸化物半導体は、Ｔｌ以外のカチオンを含み、そのカチオンをより価数が小さいカチオンで置換する。置換ドープによってホールを生成させるには、局所構造が維持されることが必要である。これは、ドーピングによって局所構造変化が生じるとドーパントが安定な局所構造に落ち着いてしまいホールを生成しないことによる。したがって、結晶性が高いもの、或いは少なくとも短距離及び中距離で堅牢な構造を持ちこれが保持されるものに対して、置換ドープは有効に働く。すなわち、ＴｌＦｅＯ２型の結晶構造を取るＴｌ、Ａｌ、及びＧａを含む酸化物は、置換ドープによってホール密度を制御するのに適した形態である。例えばＡｌ又はＧａのサイトの一部をＭｇやＺｎで置換することは好ましい。
前記ｐ型酸化物半導体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、膜状、バルク（粒子状）などが挙げられる。
前記ｐ型酸化物半導体は、ｐｎ接合ダイオード、ＰＩＮフォトダイオード、電界効果型トランジスタ、発光素子、光電変換素子などの半導体素子のｐ型活性層として有用である。
前記ｐ型酸化物半導体の製造方法としては、後述の本発明のｐ型酸化物製造用組成物を用いた本発明のｐ型酸化物半導体の製造方法が好ましい。
その他の前記ｐ型酸化物半導体の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション（ＰＬＤ）法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などが挙げられる。
＜ｐ型酸化物半導体製造用組成物＞
本発明のｐ型酸化物半導体製造用組成物は、少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物は、本発明の前記ｐ型酸化物半導体の製造に用いる組成物である。
−溶媒−
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トルエン、キシレン、２−エチルヘキサン酸、アセチルアセトン、エチレングリコール、２−メトキシエタノールなどが挙げられる。
また、前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物に所望の物性（例えば、粘弾性、誘電率など）を付与するために、ジエチレングリコール、ジメチルホルムアミドなどの溶媒を用いてもよい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物における前記溶媒の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
−Ｔｌ含有化合物−
前記Ｔｌ含有化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ギ酸タリウム（Ｉ）、酢酸タリウム（Ｉ）、マロン酸タリウム（Ｉ）、２−エチルヘキサン酸タリウム（Ｉ）等の有機カルボン酸タリウム；硝酸タリウム（Ｉ）、塩化タリウム（Ｉ）等の無機塩；有機タリウム錯体；タリウムエトキシド等のタリウムアルコキシドなどが挙げられる。
これらの中でも、無極性溶媒で前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物を製造する場合には、溶解性の観点から、有機カルボン酸タリウムが好ましく、２−エチルヘキサン酸タリウム（Ｉ）がより好ましい。また、極性溶媒で前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物を製造する場合には、溶解性の観点から、無機塩が好ましく、硝酸タリウム（Ｉ）がより好ましい。また、タリウムが３価の原料であっても、焼成時やその後の熱処理によって１価のタリウムに変換できるので、硝酸タリウム（ＩＩＩ）や塩化タリウム（ＩＩＩ）などを用いることも好ましい。
前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物における前記Ｔｌ含有化合物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物は、更に、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びテルル（Ｔｅ）の少なくともいずれかを含む化合物を含有することが好ましい。
また、前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物は、更に、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）の少なくともいずれかを含む化合物を含有することが好ましい。
＜ｐ型酸化物半導体の製造方法＞
本発明のｐ型酸化物半導体の製造方法は、塗布工程と、熱処理工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
−塗布工程−
前記塗布工程としては、支持体上に組成物を塗布する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記組成物は、本発明の前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物である。
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基板などが挙げられる。
前記塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコート、インクジェットプリント、スリットコート、ノズルプリント、グラビア印刷、マイクロコンタクトプリントなどの既存の方法を利用することができる。これらの中で、広い面積に均一な厚みの膜を簡便に作製する場合にはスピンコートが好ましい。また、インクジェットプリントやマイクロコンタクトプリント等の適切な印刷方法、印刷条件を使用すれば、所望の形状に印刷することができ、後工程でパターンニングする必要はない。
−熱処理工程−
前記熱処理工程は、前記塗布工程の後に、熱処理を行う工程である。
前記熱処理工程は、前記ｐ型酸化物半導体製造用組成物中の前記溶媒の乾燥、前記Ｔｌ含有化合物の分解、及び前記ｐ型酸化物半導体を生成することができる工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記熱処理工程では、前記溶媒の乾燥（以下、「乾燥処理」と称する。）と、前記Ｔｌ含有化合物の分解、及び前記ｐ型酸化物半導体の生成（以下、「分解及び生成処理」と称する。）とを、異なる温度で行うことが好ましい。即ち、前記溶媒の乾燥を行った後に、昇温して前記Ｔｌ含有化合物の分解、及び前記ｐ型酸化物半導体の生成を行うことが好ましい。
前記乾燥処理の温度としては、特に制限はなく、含有する溶媒に応じて適宜選択することができ、例えば、８０℃〜１８０℃が挙げられる。前記乾燥においては、低温化のために減圧オーブン等を使用することも有効である。
前記乾燥処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１０分間〜２時間が挙げられる。
前記分解及び生成処理の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、２００℃〜４００℃が挙げられる。
前記分解及び生成処理の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１時間〜５時間が挙げられる。
なお、前記熱処理工程では、同時進行的に前記過程を実施してもよいし、複数の工程に分割してもよい。
前記熱処理工程の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体に加熱を行う方法などが挙げられる。
前記熱処理工程における雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記熱処理工程の際には、波長４００ｎｍ以下の紫外光を前記乾燥処理後の前記組成物に照射することが前記分解及び生成処理の反応を促進する上で有効である。波長４００ｎｍ以下の紫外光を照射することにより、前記組成物中に含有される有機物などの化学結合を切断し、有機物を分解するため、効率的に前記ｐ型酸化物半導体を製造することができる。
前記波長４００ｎｍ以下の紫外光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エキシマランプを用いた波長２２２ｎｍの紫外光などが挙げられる。
また、前記紫外光の照射に代えて、又は併用して、オゾンを付与することも好ましい。前記オゾンを前記乾燥処理後の前記組成物に付与することにより、酸化物の生成が促進される。
本発明のｐ型酸化物半導体の製造方法では、塗布プロセスにより前記ｐ型酸化物半導体を製造するため、真空プロセスに比べて簡易、大量、かつ低コストで前記ｐ型酸化物半導体を製造することができる。
また、本発明のｐ型酸化物半導体の製造方法では、良好なｐ型導電性を持つ前記ｐ型酸化物半導体を得ることができる。導電特性は、前記ｐ型酸化物半導体の組成（具体的には、Ｔｌの含有率やＴｌ以外の金属元素の種類と量）に大きく依存する。前記ｐ型酸化物半導体の組成を変えるには、前記組成物中のＴｌ含有化合物の存在比率やＴｌ含有化合物と他の金属含有化合物との混合比率を変えればよい。また、ホールドープの一つの手段は酸素過剰型のノンストイキオメトリを実現することであるが、Ｏのストイキオメトリからのずれは、熱処理工程における温度や時間、雰囲気といった諸条件を変えることで制御できる。カチオンサイトに対する置換ドープを施す場合は、前記組成物を調合する際に、置換ドープしたい金属を含有する化合物を所望の比率で混合させればよい。このようにして容易にホールドープが実現され且つ導電特性が制御でき、結果として所望のｐ型導電性を持つ酸化物半導体が得られる。
（半導体素子）
本発明の半導体素子は、活性層を少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
＜活性層＞
前記活性層としては、本発明の前記ｐ型酸化物半導体を含有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前述のように、本発明の前記ｐ型酸化物半導体は、導電特性の制御が容易で目的に応じた特性を実現でき、安定性も優れているため、前記半導体素子の活性層に用いるのに適している。即ち、特性を最適化した前記ｐ型酸化物半導体を前記活性層に含有させることで、前記半導体素子の特性を向上させることができる。
前記活性層の構造、形状、大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記半導体素子としては、例えば、ダイオード、電界効果型トランジスタ、発光素子、光電変換素子などが挙げられる。
＜ダイオード＞
前記ダイオードとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、第一の電極と、第二の電極と、前記第一の電極と前記第二の電極の間に形成された前記活性層とを有するダイオードなどが挙げられる。このようなダイオードとしては、例えば、ｐｎ接合ダイオード、ＰＩＮフォトダイオードなどが挙げられる。
−ｐｎ接合ダイオード−
前記ｐｎ接合ダイオードは、前記活性層を少なくとも有し、更に必要に応じて、アノード（陽極）、カソード（陰極）などのその他の部材を有する。
−−活性層−−
前記活性層は、ｐ型半導体層と、ｎ型半導体層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層とは、接している。
−−−ｐ型半導体層−−−
前記ｐ型半導体層としては、本発明の前記ｐ型酸化物半導体を含有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記活性層として機能するために必要なキャリア濃度とキャリア移動度が得られるよう、前記ｐ型酸化物半導体の組成や形成条件が選択されていることが好ましい。
前記ｐ型半導体層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０ｎｍ〜２，０００ｎｍが好ましい。
−−−ｎ型半導体層−−−
前記ｎ型半導体層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ｎ型透明酸化物半導体が好ましい。
前記ｎ型透明酸化物半導体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ）などが挙げられる。
前記ｎ型半導体層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、パルスレーザーデポジッション（ＰＬＤ）法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法等の真空プロセス、ディップコーティング、インクジェットプリント、ナノインプリント等の印刷法などが挙げられる。
前記ｎ型半導体層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０ｎｍ〜２，０００ｎｍが好ましい。
前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層の間では電気的に良好な接続状態が実現していることが好ましい。ｐｎ接合ダイオードのｐ型半導体層に従来のＣｕを含むｐ型酸化物を用いる場合は、ｎ型半導体層との格子のミスマッチが生じると、価電子帯頂上を形成する軌道（Ｃｕの３ｄ軌道とＯの２ｐ軌道の混成軌道）の異方性が強いために、良好な電気的接続が得られない場合があった。一方、ｐ型半導体層に本発明のｐ型酸化物半導体を用いれば、価電子帯頂上が等方的で軌道半径の大きいＴｌ＋の６ｓ軌道で形成されているためそのような格子のミスマッチの影響を受けにくく、電気的に良好な接続状態が実現しやすいという利点を持つ。特に、ＩｎやＳｎ等の陽イオンのｓ軌道を伝道帯下端に持つｎ型酸化物半導体（例えばＩＧＺＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２等）をｎ型半導体層に用いれば、ｎ型とｐ型の両方の半導体層においてキャリアの輸送を等方的なｓ軌道が担うことになり、良好な電気的接触を得る点から好ましい形態となる。
−−アノード（陽極）−−
前記アノードは、前記ｐ型半導体層に接している。
前記アノードの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属乃至これらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが挙げられる。
前記アノードの形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記アノードは、前記ｐ型半導体層に接して設けられるが、これらの間ではオーミック接触が形成されていることが好ましい。
前記アノードの形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（ｉ）スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、（ｉｉ）インクジェットプリント、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
−−カソード（陰極）−−
前記カソードの材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記アノードの説明において記載した材質と同じ材質などが挙げられる。
前記カソードの形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記カソードは、前記ｎ型半導体層に接して設けられるが、これらの間ではオーミック接触が形成されていることが好ましい。
前記カソードの形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記アノードの説明において記載した形成方法と同じ方法などが挙げられる。
−−ｐｎ接合ダイオードの製造方法−−
図１に示す前記ｐｎ接合ダイオードの製造方法の一例を説明する。
まず、基材１上にカソード２を形成する。
前記基材の形状、構造、及び大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記基材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基材、プラスチック基材などが挙げられる。
前記ガラス基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無アルカリガラス、シリカガラスなどが挙げられる。
前記プラスチック基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、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）などが挙げられる。
なお、前記基材は、表面の清浄化及び密着性向上の点で、酸素プラズマ、ＵＶオゾン、ＵＶ照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。
続いて、カソード２上にｎ型半導体層３を形成する。
続いて、ｎ型半導体層３上に、ｐ型半導体層４を形成する。
続いて、ｐ型半導体層４上に、アノード５を形成する。
以上により、ｐｎ接合ダイオード６が製造される。
＜電界効果型トランジスタ＞
前記電界効果型トランジスタは、ゲート電極と、ソース電極と、ドレイン電極と、活性層と、ゲート絶縁層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
−ゲート電極−
前記ゲート電極としては、ゲート電圧を印加するための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属乃至これらの合金、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化スズ（ＡＴＯ）等の透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）等の有機導電体などが挙げられる。
前記ゲート電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（ｉ）スパッタ法、ディップコーティング法等による成膜後、フォトリソグラフィーによってパターニングする方法、（ｉｉ）インクジェットプリント、ナノインプリント、グラビア等の印刷プロセスによって、所望の形状を直接成膜する方法などが挙げられる。
前記ゲート電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
−ソース電極、及びドレイン電極−
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極としては、前記電界効果型トランジスタから電流を取り出すための電極であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ゲート電極の説明において記載した材質と同じ材質などが挙げられる。
前記活性層と前記ソース電極、及び前記活性層と前記ドレイン電極の間の接触抵抗が大きいとトランジスタの特性劣化につながる。これを避けるために、接触抵抗が小さくなるような材質を前記ソース電極及び前記ドレイン電極として選択することが好ましい。具体的には、前記活性層に含有される本発明の前記ｐ型酸化物半導体よりも仕事関数が大きい材質を選択することが好ましい。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ゲート電極の説明において記載した形成方法と同じ方法などが挙げられる。
前記ソース電極、及び前記ドレイン電極の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
−活性層−
前記活性層は、本発明の前記ｐ型酸化物半導体を含有する。
前記活性層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極との間に形成されている。ここで、「間」とは、前記活性層が前記ソース電極及び前記ドレイン電極と共に、前記電界効果型トランジスタを機能させるような位置であり、そのような位置であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記活性層として機能するために必要なキャリア濃度とキャリア移動度が得られるよう、前記ｐ型酸化物半導体の組成や形成条件が選択されていることが好ましい。
前記活性層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５ｎｍ〜１μｍが好ましく、１０ｎｍ〜３００ｎｍがより好ましい。
−ゲート絶縁層−
前記ゲート絶縁層としては、前記ゲート電極と前記活性層との間に形成された絶縁層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ゲート絶縁層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ等の既に広く量産に利用されている材料や、Ｌａ２Ｏ３、ＨｆＯ２等の高誘電率材料、ポリイミド（ＰＩ）やフッ素系樹脂等の有機材料などが挙げられる。
前記ゲート絶縁層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、原子層蒸着（ＡＬＤ）等の真空成膜法、スピンコート、ダイコート、インクジェットプリント等の印刷法などが挙げられる。
前記ゲート絶縁層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０ｎｍ〜３μｍが好ましく、１００ｎｍ〜１μｍがより好ましい。
前記電界効果型トランジスタの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トップコンタクト・ボトムゲート型（図２）、ボトムコンタクト・ボトムゲート型（図３）、トップコンタクト・トップゲート型（図４）、ボトムコンタクト・トップゲート型（図５）などが挙げられる。
なお、図２〜図５中、２１は基材、２２は活性層、２３はソース電極、２４はドレイン電極、２５はゲート絶縁層、２６はゲート電極を表す。
前記電界効果型トランジスタは、後述する表示素子に好適に使用できるが、これに限られるものではなく、例えば、ＩＣカード、ＩＤタグなどにも使用することができる。
前記電界効果型トランジスタは、活性層に本発明のｐ型酸化物半導体を用いているので、好ましい特性の活性層が実現されており、トランジスタ特性は安定且つ良好なものとなる。
−電界効果型トランジスタの製造方法−
前記電界効果型トランジスタの製造方法の一例を説明する。
まず、基材上にゲート電極を形成する。
前記基材の形状、構造、及び大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記基材の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基材、プラスチック基材などが挙げられる。
前記ガラス基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無アルカリガラス、シリカガラスなどが挙げられる。
前記プラスチック基材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、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）などが挙げられる。
なお、前記基材は、表面の清浄化及び密着性向上の点で、酸素プラズマ、ＵＶオゾン、ＵＶ照射洗浄等の前処理が行われることが好ましい。
続いて、前記ゲート電極上に前記ゲート絶縁層を形成する。
続いて、チャネル領域であって前記ゲート絶縁層上に、前記ｐ型酸化物半導体を含有する活性層を形成する。
続いて、前記ゲート絶縁層上に、前記活性層を跨ぐようにソース電極及びドレイン電極を離間して形成する。
以上により、電界効果型トランジスタが製造される。この製造方法では、例えば、図２に示すようなトップコンタクト・ボトムゲート型の電界効果型トランジスタが製造される。
（表示素子）
本発明の表示素子は、少なくとも、光制御素子と、前記光制御素子を駆動する駆動回路とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
＜光制御素子＞
前記光制御素子としては、駆動信号に応じて光出力を制御する素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、エレクトロクロミック（ＥＣ）素子、液晶素子、電気泳動素子、エレクトロウェッティング素子などが挙げられる。
＜駆動回路＞
前記駆動回路としては、本発明の前記半導体素子を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜その他の部材＞
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明の前記表示素子は、前記半導体素子（例えば、前記電界効果型トランジスタ）を有しているため、安定して動作する。また、表示素子に経時変化が起きても駆動トランジスタを一定のゲート電圧で動作させることができるため、素子の長寿命化につながる。
（画像表示装置）
本発明の画像表示装置は、少なくとも、複数の表示素子と、複数の配線と、表示制御装置とを有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
＜表示素子＞
前記表示素子としては、マトリックス状に配置された本発明の前記表示素子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜配線＞
前記配線は、前記表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧と画像データ信号とを個別に印加可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜表示制御装置＞
前記表示制御装置としては、画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタの前記ゲート電圧と前記信号電圧とを複数の前記配線を介して個別に制御可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜その他の部材＞
前記その他の部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明の画像表示装置は、本発明の前記表示素子を有しているため、長寿命で安定して動作する。
本発明の画像表示装置は、携帯電話、携帯型音楽再生装置、携帯型動画再生装置、電子ＢＯＯＫ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の携帯情報機器、スチルカメラやビデオカメラ等の撮像機器における表示手段に用いることができる。また、車、航空機、電車、船舶等の移動体システムにおける各種情報の表示手段にも用いることができる。更に、計測装置、分析装置、医療機器、広告媒体における各種情報の表示手段を用いることができる。
（システム）
本発明のシステムは、少なくとも、本発明の前記画像表示装置と、画像データ作成装置とを有する。
前記画像データ作成装置は、表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する。
本発明のシステムは、本発明の前記画像表示装置を備えているため、高性能で安定した画像情報の表示が可能となる。
次に、本発明の画像表示装置について説明する。
本発明の画像表示装置としては、例えば、特開２０１０−０７４１４８号公報の段落〔００５９〕〜〔００６０〕、図２、及び図３に記載の構成などを採ることができる。
以下、本発明の実施態様の一例を、図を用いて説明する。
図６は、表示素子がマトリックス上に配置されたディスプレイを表す図である。図６に示されるように、ディスプレイは、Ｘ軸方向に沿って等間隔に配置されているｎ本の走査線（Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ−２、Ｘｎ−１）と、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置されているｍ本のデータ線（Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、・・・、Ｙｍ−１）、Ｙ軸方向に沿って等間隔に配置されているｍ本の電流供給線（Ｙ０ｉ、Ｙ１ｉ、Ｙ２ｉ、Ｙ３ｉ、・・・・・、Ｙｍ−１ｉ）とを有する。なお、図７、図１１、図１２、及び図１３において、同じ符号（例えば、Ｘ１、Ｙ１）は、同じ意味を有する。
よって、走査線とデータ線とによって、表示素子３０２を特定することができる。
図７は、本発明の表示素子の一例を示す概略構成図である。
前記表示素子は、一例として図７に示されるように、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子３５０と、該有機ＥＬ素子３５０を発光させるためのドライブ回路３２０とを有している。即ち、ディスプレイ３１０は、いわゆるアクティブマトリックス方式の有機ＥＬディスプレイである。また、ディスプレイ３１０は、カラー対応の３２インチ型のディスプレイである。なお、大きさは、これに限定されるものではない。
図７におけるドライブ回路３２０について説明する。
ドライブ回路３２０は、２つの電界効果型トランジスタ１０及び２０と、キャパシタ３０とを有する。
電界効果型トランジスタ１０は、スイッチ素子として動作する。電界効果型トランジスタ１０のゲート電極Ｇは、所定の走査線に接続され、電界効果型トランジスタ１０のソース電極Ｓは、所定のデータ線に接続されている。また、電界効果型トランジスタ１０のドレイン電極Ｄは、キャパシタ３０の一方の端子に接続されている。
電界効果型トランジスタ２０は、有機ＥＬ素子３５０に電流を供給する。電界効果型トランジスタ２０のゲート電極Ｇは、電界効果型トランジスタ１０のドレイン電極Ｄと接続されている。そして、電界効果型トランジスタ２０のドレイン電極Ｄは、有機ＥＬ素子３５０の陽極に接続され、電界効果型トランジスタ２０のソース電極Ｓは、所定の電流供給線に接続されている。
キャパシタ３０は、電界効果型トランジスタ１０の状態、即ちデータを記憶する。キャパシタ３０の他方の端子は、所定の電流供給線に接続されている。
そこで、電界効果型トランジスタ１０が「オン」状態になると、信号線Ｙ２を介して画像データがキャパシタ３０に記憶され、電界効果型トランジスタ１０が「オフ」状態になった後も、電界効果型トランジスタ２０を画像データに対応した「オン」状態に保持することによって、有機ＥＬ素子３５０は駆動される。
図８には、表示素子における有機ＥＬ素子３５０とドライブ回路としての電界効果型トランジスタ２０との位置関係の一例が示されている。ここでは、電界効果型トランジスタ２０の横に有機ＥＬ素子３５０が配置されている。なお、電界効果型トランジスタ及びキャパシタ（図示せず）も同一基材上に形成されている。
図８には図示されていないが、活性層２２の上部に保護膜を設けることも好適である。前記保護膜の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、フッ素系ポリマーなどが適宜利用できる。
また、例えば、図９に示されるように、電界効果型トランジスタ２０の上に有機ＥＬ素子３５０が配置されてもよい。この場合には、ゲート電極２６に透明性が要求されるので、ゲート電極２６には、ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、Ｇａが添加されたＺｎＯ、Ａｌが添加されたＺｎＯ、Ｓｂが添加されたＳｎＯ２などの導電性を有する透明な酸化物が用いられる。なお、符号３６０は層間絶縁膜（平坦化膜）である。この絶縁膜にはポリイミドやアクリル系の樹脂等を利用できる。
ここで、図８及び図９において、電界効果型トランジスタ２０は、基材２１と、活性層２２と、ソース電極２３と、ドレイン電極２４と、ゲート絶縁層２５と、ゲート電極２６とを有する。有機ＥＬ素子３５０は、陰極３１２と、陽極３１４と、有機ＥＬ薄膜層３４０とを有する。
図１０は、有機ＥＬ素子の一例を示す概略構成図である。
図１０において、有機ＥＬ素子３５０は、陰極３１２と、陽極３１４と、有機ＥＬ薄膜層３４０とを有する。
陰極３１２の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）合金、アルミニウム（Ａｌ）−リチウム（Ｌｉ）合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などが挙げられる。なお、マグネシウム（Ｍｇ）−銀（Ａｇ）合金は、充分厚ければ高反射率電極となり、極薄膜（２０ｎｍ程度未満）では半透明電極となる。図では陽極側から光を取りだしているが、陰極を透明、または半透明電極とすることによって陰極側から光を取り出すことができる。
陽極３１４の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、銀（Ａｇ）−ネオジウム（Ｎｄ）合金などが挙げられる。なお、銀合金を用いた場合は、高反射率電極となり、陰極側から光を取り出す場合に好適である。
有機ＥＬ薄膜層３４０は、電子輸送層３４２と、発光層３４４と、正孔輸送層３４６とを有する。電子輸送層３４２は、陰極３１２に接続され、正孔輸送層３４６は、陽極３１４に接続されている。陽極３１４と陰極３１２との間に所定の電圧を印加すると、発光層３４４が発光する。
ここで、電子輸送層３４２と発光層３４４が１つの層を形成してもよく、また、電子輸送層３４２と陰極３１２との間に電子注入層が設けられてもよく、更に、正孔輸送層３４６と陽極３１４との間に正孔注入層が設けられてもよい。
また、基材側（図１０における下側）から光を取り出すいわゆる「ボトムエミッション」の場合について説明したが、基材（図１０における下側）と反対側から光を取り出す「トップエミッション」であってもよい。
図１１は、本発明の画像表示装置の他の一例を示す概略構成図である。
図１１において、画像表示装置は、表示素子３０２と、配線（走査線、データ線、電流供給線）と、表示制御装置４００とを有する。
表示制御装置４００は、画像データ処理回路４０２と、走査線駆動回路４０４と、データ線駆動回路４０６とを有する。
画像データ処理回路４０２は、映像出力回路の出力信号に基づいて、ディスプレイにおける複数の表示素子３０２の輝度を判断する。
走査線駆動回路４０４は、画像データ処理回路４０２の指示に応じてｎ本の走査線に個別に電圧を印加する。
データ線駆動回路４０６は、画像データ処理回路４０２の指示に応じてｍ本のデータ線に個別に電圧を印加する。
また、上記実施形態では、光制御素子が有機ＥＬ素子の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、光制御素子がエレクトロクロミック素子であってもよい。この場合は、上記ディスプレイは、エレクトロクロミックディスプレイとなる。
また、前記光制御素子が液晶素子であってもよく、この場合ディスプレイは、液晶ディスプレイとなり、図１２に示されるように、表示素子３０２’に対する電流供給線は不要となる。また、図１３に示されるように、ドライブ回路３２０’は、電界効果型トランジスタ１０及び２０と同様の１つの電界効果型トランジスタ４０により構成することができる。電界効果型トランジスタ４０において、ゲート電極Ｇが所定の走査線に接続され、ソース電極Ｓが所定のデータ線に接続されている。また、ドレイン電極Ｄが、キャパシタ３６１及び液晶素子３７０の画素電極に接続されている。
また、前記光制御素子は、電気泳動素子、無機ＥＬ素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかであってもよい。
以上、本発明のシステムがテレビジョン装置である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、画像及び情報を表示する装置として画像表示装置を備えていればよい。例えば、コンピュータ（パソコンを含む）と画像表示装置とが接続されたコンピュータシステムであってもよい。
本発明のシステムは、本発明の画像表示装置を有しているため、長寿命で安定して動作する。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１〜１５）
＜Ｔｌ含有酸化物半導体膜の作製＞
２−エチルヘキサン酸タリウム６９５．２ｍｇをトルエン２ｍＬに溶かし、タリウム化合物溶液Ａを得た。タリウム化合物溶液Ａのタリウム（Ｔｌ）のモル濃度は１Ｍである。
２−エチルヘキサン酸マグネシウムのトルエン溶液であって、マグネシウムが３．０質量％（１．１５８Ｍに相当）である溶液を０．１７３ｍＬ測り取り、これをトルエン１．８２７ｍＬで希釈し、マグネシウム化合物溶液Ｂを得た。マグネシウム化合物溶液Ｂのマグネシウム（Ｍｇ）のモル濃度は０．１Ｍである。
２−エチルヘキサン酸亜鉛のトルエン溶液であって、亜鉛が３．０質量％（０．４０４Ｍに相当）である溶液を０．４９５ｍＬ測り取り、これをトルエン１．５０５ｍＬで希釈し、亜鉛化合物溶液Ｃを得た。亜鉛化合物溶液Ｃの亜鉛（Ｚｎ）のモル濃度は０．１Ｍである。
ヘキサメチルジシラザン０．１０４ｍＬをトルエン９．８９６ｍＬで希釈し、シリコン化合物溶液Ｄを得た。シリコン化合物溶液Ｄのシリコン（Ｓｉ）のモル濃度は０．１Ｍである。
フェニルボロン酸ピナコールエステル２０４．１ｍｇをトルエン２ｍＬに溶かし、ホウ素化合物溶液Ｅを得た。ホウ素化合物溶液ＥのＢのモル濃度は０．５Ｍである。
テルル（ＩＶ）イソプロポキシド０．３６４ｍＬをトルエン１０ｍＬで希釈し、テルル化合物溶液Ｆを得た。テルル化合物溶液Ｆのテルル（Ｔｅ）のモル濃度は０．１Ｍである。
ガリウムアセチルアセトナート１８３．５ｍｇをトルエン２ｍＬに溶かし、ガリウム化合物溶液Ｇを得た。ガリウム化合物溶液Ｇのガリウム（Ｇａ）のモル濃度は０．２５Ｍである。
アルミニウムアセチルアセトナート１６２．２ｍｇをトルエン２ｍＬに溶かし、アルミニウム化合物溶液Ｈを得た。アルミニウム化合物溶液Ｈのアルミニウム（Ａｌ）のモル濃度は０．２５Ｍである。
純度９５質量％の２−エチルヘキサン酸スズ０．３４１ｍＬとトルエン１．６５９ｍＬとを混合し、スズ化合物溶液Ｉを得た。スズ化合物溶液Ｉのスズ（Ｓｎ）のモル濃度は０．５Ｍである。
トリフェニルアンチモン３５３．１ｍｇをトルエン２ｍＬに溶かし、アンチモン化合物溶液Ｊを得た。アンチモン化合物溶液Ｊのアンチモン（Ｓｂ）のモル濃度は０．５Ｍである。
２−エチルヘキサン酸鉛０．３３３ｍＬとトルエン１．６６７ｍＬとを混合し、鉛化合物溶液Ｋを得た。鉛化合物溶液Ｋの鉛（Ｐｂ）のモル濃度は０．５Ｍである。
２−エチルヘキサン酸ビスマスのキシレン溶液であって、ビスマスが２４質量％（１．０３３Ｍに相当）である溶液を０．９６８ｍＬ測り取り、これをトルエン０．９６８ｍＬで希釈し、ビスマス化合物溶液Ｌを得た。ビスマス化合物溶液Ｌのビスマス（Ｂｉ）のモル濃度は０．５Ｍである。
これらの溶液を用い、表１に示す配合の１５種類のインク（ｐ型酸化物半導体製造用組成物）を調製した。
次に、ガラス基板上に前記１５種類のインクをスピンコートした。１２０℃で１時間乾燥後、酸素濃度が０．１ｐｐｍ以上０．３ｐｐｍ以下の窒素気流中でエキシマランプ（波長２２２ｎｍ）を照射しながら２５０℃で３時間焼成し、１５種類の組成のＴｌを含む酸化物膜（ｐ型酸化物半導体膜）を形成した。
（比較例１）
ネオデカン酸銅８．２８質量％トルエン溶液（１．３０Ｍに相当）を０．７６７ｍＬ測り取り、これをトルエン１．２３３ｍＬで希釈し、Ｃｕ酸化物用インクを得た。実施例１と同様に、このＣｕ酸化物用インクをガラス基板上にスピンコートし、１２０℃で１時間乾燥後、窒素気流中でエキシマランプ（波長２２２ｎｍ）を照射しながら２５０℃で３時間焼成した。
＜膜厚の測定＞
実施例１〜１５及び比較例１で得られた酸化物膜に対し、反射分光膜厚計（大塚電子株式会社製、ＦＥ−３０００）を用い、波長約３００ｎｍ〜７００ｎｍの反射スペクトルを解析して膜厚を求めた。結果を表２に示す。
＜Ｘ線回折＞
実施例１〜１５及び比較例１について、Ｘ’ＰｅｒｔＰｒｏ（Ｐｈｉｌｉｐｓ社製）を用いて、Ｘ線回折測定を行った。
実施例１〜６のｐ型酸化物半導体に対して行ったＸ線回折測定では、２θが約２９度のところに最も強いピークが現れ、次に強度の大きいピークが約３２度と約３４度に存在する結果を得た。これらのピーク位置は、既知であるＴｌ２Ｏの結晶構造（菱面体系、空間群Ｒ−３ｍ）に対応している。
実施例７〜９及び実施例１１のｐ型酸化物半導体に対して行ったＸ線回折測定では、２θが約３１度と約３３度のところに最も強い２本のピークが現れた。この結果は、既知であるＴｌＡｌＯ２及びＴｌＧａＯ２の結晶構造（菱面体系、空間群Ｒ−３ｍ）に対応している。
実施例１０、１２〜１５のｐ型酸化物半導体に対して行ったＸ線回折測定では、回折ピークは観測されず、この膜の状態はアモルファスであることがわかった。
比較例１のＣｕ酸化物に対して行ったＸ線回折測定では、２θが約３６度のところに最も強いピークが現れ、それより強度が小さいピークが約３９度、約４２度、及び約６１度のところに観測された。約３９度のピークはＣｕＯ結晶に、約４２度と約６１度のピークはＣｕ２Ｏ結晶に対応している。約３６度のピークはＣｕＯ結晶とＣｕ２Ｏ結晶の両方のピークが分離されずに観測されていると思われる。この結果から、得られたＣｕ酸化物膜は、ＣｕＯ結晶とＣｕ２Ｏ結晶の混ざった多結晶状態であることがわかった。
＜ホール測定＞
実施例１〜１５及び比較例１の酸化物膜に対し、その四隅に円形のＡｕ膜を真空蒸着によって形成した。このＡｕ膜を電極とし、ＲｅｓｉＴｅｓｔ８４００（東陽テクニカ社製）を用いて、ホール測定を行った。体積抵抗率、キャリア密度、ｎ型／ｐ型の判定結果を表２に示す。
Ｘ線回折とホール測定の結果を合わせて考えると、実施例１〜６ではＴｌ２Ｏ、実施例７ではＴｌＧａＯ２、実施例８及び実施例１１ではＴｌＡｌＯ２、実施例９ではＴｌ（Ａｌ０．５Ｇａ０．５）Ｏ２の結晶膜（ただし酸素量はストイキオメトリからずれ過剰になっている）が得られており、膜中のＴｌは１価の状態を取っている。電気的な特性は、ホールをキャリアとするｐ型である。実施例１０、１２〜１５の膜はアモルファスであり構造からＴｌの価数の情報を得ることはできなかったが、ホール測定の結果からｐ型の導電特性を持つことが確認できている。
全実施例において、充分な密度のホールが膜中に存在することが確認できた。実施例１〜１０、１２〜１５では酸素過剰型のノンストイキオメトリによってホールが生成されたと考えられる。これは、組成物に含有する各種金属化合物として適切なものを選び、また基板に組成物を塗布した後の乾燥焼成工程の各種パラメータを最適化したことによって実現した。酸化物膜中の金属元素の比率を変えることにより、０．２３０Ωｃｍから９．１８×１０４Ωｃｍの範囲で導電特性を制御することができた。実施例１１では、ＴｌＡｌＯ２結晶のＡｌサイトの１％がＭｇによって置換されている。酸素過剰型のノンストイキオメトリに加えてこの置換ドープによってホールが発生し、結果として実施例の中では最も高いホール密度が得られた。
すなわち全実施例において、ホールドープによって十分な密度のホールが膜中に存在し、且つ価電子帯頂上が１価のＴｌの６ｓ軌道で構成されることによって高移動度が得られる状態となったことで、有用なｐ型の導電特性が実現した。
一方、比較例１は、Ｘ線回折の結果からわかるようにＣｕＯ結晶とＣｕ２Ｏ結晶の混ざった多結晶膜であり、抵抗が高過ぎてキャリア密度の測定や導電型の判定を行うことができなかった。半導体素子において活性層の体積抵抗率が１０８Ωｃｍを超えていると、電極に接続した際にオーミック接触が得られにくく、比較例１の膜は活性層として実用に適さない。
すなわち、本発明のＴｌを含みホールドープされた酸化物膜では、狙いのｐ型の導電性が得られたが、従来のＣｕ酸化物膜ではＣｕの価数が混在した膜となったために有用なｐ型の導電特性は得られなかった。
（実施例１６）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
−基材の準備（ゲート電極、ゲート絶縁層）−
基材として熱酸化膜（厚み２００ｎｍ）付きＳｉ基板を用いた。該Ｓｉ基板を、中性洗剤、純水、及びイソプロピルアルコールを用いて超音波洗浄した。この基材を乾燥後、さらにＵＶ−オゾン処理を９０℃で１０分間行った。なお、前記熱酸化膜がゲート絶縁層であり、前記Ｓｉ基板がゲート電極である。
−ソース電極及びドレイン電極の形成−
前記熱酸化膜上に、Ｃｒを１ｎｍ、引き続きＡｕを５０ｎｍ蒸着した。この後、フォトレジストを塗布し、プリベーク、露光装置による露光、及び現像により、形成される電極のパターンと同様のレジストパターンを形成し、更に、ウェットエッチングにより、レジストパターンの形成されていない領域のＣｒ／Ａｕ膜を除去し、この後、レジストパターンも除去することによりソース電極及びドレイン電極を形成した。チャネル長は１０μｍ、チャネル幅は３０μｍとした。
−インクジェット用半導体インクの調製−
硝酸タリウム三水和物４．４４ｇ（１０ｍｍｏｌに相当）を２−メトキシエタノール１０ｍＬに溶かし、Ｔｌ原料溶液Ｍを作製した。また、硝酸アルミニウム九水和物３．７５ｇ（１０ｍｍｏｌに相当）を２−メトキシエタノール１０ｍＬに溶かし、Ａｌ原料溶液Ｎを得た。
プロピレングリコール４ｍＬ、２−メトキシエタノール２ｍＬ、前記Ｔｌ原料溶液Ｍ １ｍＬ、及び前記Ａｌ原料溶液Ｎ １ｍＬを混合、及び攪拌し、これをインクジェット用半導体インク（ＴｌＡｌ半導体インクＯ）とした。インク中のＴｌとＡｌのモル比は１：１である。
−活性層の形成−
インクジェット装置を用い、前記ソース電極及びドレイン電極が形成された基板上の所望の位置に前記ＴｌＡｌ半導体インクＯを塗布した。１２０℃で１時間乾燥後、エキシマランプ（波長２２２ｎｍ）を照射しながら２５０℃で３時間焼成し、厚み３０ｎｍのＴｌＡｌ酸化物膜を形成した。これにより、電界効果型トランジスタの構成が完成した。
（実施例１７）
＜電界効果型トランジスタの作製＞
実施例１６において、インクジェット用半導体インクを、以下のインクジェット用半導体インク（ＴｌＳｂ半導体インクＲ）に代えた以外は、実施例１６と同様にして、電界効果型トランジスタを作製した。
−インクジェット用半導体インクの調製−
ぎ酸タリウム２.４９ｇ（１０ｍｍｏｌに相当）をジメチルアミノエタノール１０ｍＬに溶かし、タリウム化合物溶液Ｐを得た。また、トリフェニルアンチモン３．５３ｇ（１０ｍｍｏｌに相当）をジメチルアミノエタノール１０ｍＬに溶かし、アンチモン化合物溶液Ｑを得た。
プロピレングリコール３ｍＬ、ジメチルアミノエタノール３ｍＬ、前記タリウム化合物溶液Ｐ １ｍＬ、及び前記アンチモン化合物溶液Ｑ １ｍＬを混合、及び攪拌し、これをインクジェット用半導体インク（ＴｌＳｂ半導体インクＲ）とした。インク中のＴｌとＳｂのモル比は１：１である。
＜評価＞
実施例１６及び１７で作製した電界効果型トランジスタのトランスファー特性（Ｖｄｓ＝−１０Ｖ）を測定したところ、ノーマリーオフの良好なｐ型特性を示した。なお、実施例１６の電界効果型トランジスタの方が実施例１７の電界効果型トランジスタよりも移動度が大きく、実施例１７の電界効果型トランジスタは、実施例１６の電界効果型トランジスタよりもエンハンスの特性を示した。
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞ タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
前記金属酸化物が、ホールドープされてなることを特徴とするｐ型酸化物半導体である。
＜２＞ マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びテルル（Ｔｅ）の少なくともいずれかを含む前記＜１＞に記載のｐ型酸化物半導体である。
＜３＞ 金属酸化物が、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）の少なくともいずれかを含む前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体である。
＜４＞ 金属酸化物が、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくともいずれかを含む前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体である。
＜５＞ 金属酸化物に含まれる、タリウム（Ｔｌ）のモル数と、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のモル数の和とが、略等しい前記＜４＞に記載のｐ型酸化物半導体である。
＜６＞ 前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体の製造に用いるｐ型酸化物半導体製造用組成物であって、
少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有することを特徴とするｐ型酸化物半導体製造用組成物である。
＜７＞ 前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体の製造方法であって、
支持体上に組成物を塗布する塗布工程と、
前記塗布工程の後に、熱処理を行う熱処理工程とを含み、
前記組成物が、少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有することを特徴とするｐ型酸化物半導体の製造方法である。
＜８＞ 活性層を有し、
該活性層が、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体を含有することを特徴とする半導体素子である。
＜９＞ 第一の電極と、第二の電極と、前記第一の電極と前記第二の電極の間に形成された活性層とを有するダイオードである前記＜８＞に記載の半導体素子である。
＜１０＞ ゲート電圧を印加するためのゲート電極と、
電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極との間に形成された活性層と、
前記ゲート電極と前記活性層との間に形成されたゲート絶縁層とを有する電界効果型トランジスタである前記＜８＞に記載の半導体素子である。
＜１１＞ 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
前記＜８＞に記載の半導体素子を有し、かつ前記光制御素子を駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする表示素子である。
＜１２＞ 光制御素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する前記＜１１＞に記載の表示素子である。
＜１３＞ 画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
マトリックス状に配置された複数の前記＜１１＞に記載の表示素子と、
前記複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧を個別に印加するための複数の配線と、
前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置とを有することを特徴とする画像表示装置である。
＜１４＞ 前記＜１３＞に記載の画像表示装置と、
表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置とを有することを特徴とするシステムである。
２ カソード
３ ｎ型半導体層
４ ｐ型半導体層
５ アノード
６ ｐｎ接合ダイオード
１０ 電界効果型トランジスタ
２０ 電界効果型トランジスタ
２２ 活性層
２３ ソース電極
２４ ドレイン電極
２５ ゲート絶縁層
２６ ゲート電極
４０ 電界効果型トランジスタ
３０２、３０２’ 表示素子
３１０ ディスプレイ
３２０、３２０’ ドライブ回路
３７０ 液晶素子
４００ 表示制御装置
特開２００５−１８３９８４号公報 特開２０１０−２１２２８５号公報 特開平１０−２８４７４３号公報
Ｅ．Ｆｏｒｔｕｎａｔｏ，他８名，Ｔｈｉｎ−ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐ−ｔｙｐｅ Ｃｕ２Ｏ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ＶＯＬ９６，２０１０，ｐｐ．１９２１０２ Ｋ．Ｍａｔｓｕｚａｋｉ，他５名，Ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈｏｆ ｈｉｇｈ ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｃｕ２Ｏ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｐ−ｃｈａｎｎｅｌ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ＶＯＬ９３，２００８，ｐｐ．２０２１０７

Claims (23)

  1. タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記タリウム（Ｔｌ）が、ドーパントではなく、
    前記金属酸化物が、マンガン（Ｍｎ）元素、鉄（Ｆｅ）元素、コバルト（Ｃｏ）元素、ニッケル（Ｎｉ）元素、銅（Ｃｕ）元素、銀（Ａｇ）元素、パラジウム（Ｐｄ）元素、及び白金（Ｐｔ）元素を含まないことを特徴とするｐ型酸化半導体。
  2. 金属酸化物が、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びテルル（Ｔｅ）の少なくともいずれかを含む請求項１に記載のｐ型酸化物半導体。
  3. 金属酸化物が、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）の少なくともいずれかを含む請求項１から２のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体。
  4. 金属酸化物が、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくともいずれかを含む請求項１から３のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体。
  5. 金属酸化物に含まれる、タリウム（Ｔｌ）のモル数と、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）のモル数の和とが、略等しい請求項４に記載のｐ型酸化物半導体。
  6. タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    金属元素が、タリウム（ＴＩ）のみであることを特徴とするｐ型酸化物半導体。
  7. タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記金属酸化物が、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ホウ素（Ｂ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びテルル（Ｔｅ）の少なくともいずれかを含むことを特徴とするｐ型酸化物半導体。
  8. タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記金属酸化物が、スズ（Ｓｎ）、及びアンチモン（Ｓｂ）の少なくともいずれかを含むことを特徴とするｐ型酸化物半導体。
  9. タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記タリウム（Ｔｌ）が、ドーパントではなく、
    前記金属酸化物が、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくともいずれかを含むことを特徴とするｐ型酸化物半導体。
  10. タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記金属酸化物が、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくともいずれかを含み、
    前記金属酸化物に含まれる、前記タリウム（Ｔｌ）のモル数と、前記アルミニウム（Ａｌ）及び前記ガリウム（Ｇａ）のモル数の和とが、略等しいことを特徴とするｐ型酸化物半導体。
  11. 請求項１から１０のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体の製造に用いるｐ型酸化物半導体製造用組成物であって、
    少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有することを特徴とするｐ型酸化物半導体製造用組成物。
  12. 請求項１から１０のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体の製造方法であって、
    支持体上に組成物を塗布する塗布工程と、
    前記塗布工程の後に、熱処理を行う熱処理工程とを含み、
    前記組成物が、少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有することを特徴とするｐ型酸化物半導体の製造方法。
  13. ｐ型酸化物半導体の製造方法であって、
    支持体上に組成物を塗布する塗布工程と、
    前記塗布工程の後に、熱処理を行う熱処理工程とを含み、
    前記組成物が、少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有し、
    前記ｐ型酸化物半導体が、タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記金属酸化物が、銅（Ｃｕ）元素を含まない、
    ことを特徴とするｐ型酸化物半導体の製造方法。
  14. ｐ型酸化物半導体の製造方法であって、
    支持体上に組成物を塗布する塗布工程と、
    前記塗布工程の後に、熱処理を行う熱処理工程とを含み、
    前記組成物が、少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有し、
    前記ｐ型酸化物半導体が、タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記金属酸化物が、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及びテルル（Ｔｅ）の少なくともいずれかを含む、
    ことを特徴とするｐ型酸化物半導体の製造方法。
  15. ｐ型酸化物半導体の製造方法であって、
    支持体上に組成物を塗布する塗布工程と、
    前記塗布工程の後に、熱処理を行う熱処理工程とを含み、
    前記組成物が、少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有し、
    前記ｐ型酸化物半導体が、タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記金属酸化物が、スズ（Ｓｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、及びビスマス（Ｂｉ）の少なくともいずれかを含む、
    ことを特徴とするｐ型酸化物半導体の製造方法。
  16. ｐ型酸化物半導体の製造方法であって、
    支持体上に組成物を塗布する塗布工程と、
    前記塗布工程の後に、熱処理を行う熱処理工程とを含み、
    前記組成物が、少なくとも、溶媒と、Ｔｌ含有化合物とを含有し、
    前記ｐ型酸化物半導体が、タリウム（Ｔｌ）を含む金属酸化物からなり、
    前記金属酸化物が、ホールドープされてなり、
    前記金属酸化物が、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）の少なくともいずれかを含む、
    ことを特徴とするｐ型酸化物半導体の製造方法。
  17. 活性層を有し、
    該活性層が、請求項１から１０のいずれかに記載のｐ型酸化物半導体を含有することを特徴とする半導体素子。
  18. 第一の電極と、第二の電極と、前記第一の電極と前記第二の電極の間に形成された活性層とを有するダイオードである請求項１７に記載の半導体素子。
  19. ゲート電圧を印加するためのゲート電極と、
    電流を取り出すためのソース電極及びドレイン電極と、
    前記ソース電極及び前記ドレイン電極との間に形成された活性層と、
    前記ゲート電極と前記活性層との間に形成されたゲート絶縁層とを有する電界効果型トランジスタである請求項１７に記載の半導体素子。
  20. 駆動信号に応じて光出力が制御される光制御素子と、
    請求項１７に記載の半導体素子を有し、かつ前記光制御素子を駆動する駆動回路と、を有することを特徴とする表示素子。
  21. 光制御素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子、エレクトロクロミック素子、液晶素子、電気泳動素子、及びエレクトロウェッティング素子のいずれかを有する請求項２０に記載の表示素子。
  22. 画像データに応じた画像を表示する画像表示装置であって、
    マトリックス状に配置された複数の請求項２０に記載の表示素子と、
    前記複数の表示素子における各電界効果型トランジスタにゲート電圧を個別に印加するための複数の配線と、
    前記画像データに応じて、前記各電界効果型トランジスタのゲート電圧を前記複数の配線を介して個別に制御する表示制御装置とを有することを特徴とする画像表示装置。
  23. 請求項２２に記載の画像表示装置と、
    表示する画像情報に基づいて画像データを作成し、該画像データを前記画像表示装置に出力する画像データ作成装置とを有することを特徴とするシステム。
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