氧化物燒結(jié)體、濺射靶以及使用該濺射靶而得到的氧化物半導(dǎo)體薄膜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氧化物燒結(jié)體以及使用所述氧化物燒結(jié)體的濺射靶，在通過濺射法將所述氧化物燒結(jié)體制成氧化物半導(dǎo)體薄膜時，能夠獲得低載流子濃度、高載流子遷移率。該氧化物燒結(jié)體含有作為氧化物的銦、鎵和鋅。由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的鎵的含量為0.08以上且小于0.20，由Zn/(In+Ga+Zn)原子數(shù)比所表示的鋅的含量為0.0001以上且小于0.08。將該氧化物燒結(jié)體作為濺射靶而形成的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜所獲得的載流子濃度為8.0×1017cm?3以下，載流子遷移率為10cm2/V·s以上。
【專利說明】
氧化物燒結(jié)體、瓣射卽從及使用該瓣射卽而得到的氧化物半 導(dǎo)體薄膜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種氧化物燒結(jié)體、祀W及使用所述祀而得到的氧化物半導(dǎo)體薄膜， 具體而言，本發(fā)明設(shè)及:通過含有鋒而能降低晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜的載流子濃度的瓣射 祀、為得到所述瓣射祀而優(yōu)選的含鋒的氧化物燒結(jié)體、W及使用所述瓣射祀而得到的顯示 出低載流子濃度和高載流子遷移率的晶質(zhì)含鋒的氧化物半導(dǎo)體薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002] 薄膜晶體管（Thin Film Transistor, TFT)是場效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor,下面記作FET)的1種。對于TFT而言，其是作為基本構(gòu)成而具有柵極端子、源極 端子和漏極端子的Ξ端子元件，其是一種有源元件，可將成膜于基板上的半導(dǎo)體薄膜作為 電子或空穴移動的溝道層而加 W使用，對柵極端子施加電壓，從而控制流過溝道層的電流， 并具有對源極端子與漏極端子間的電流進(jìn)行切換的功能。目前，TFT是實(shí)際應(yīng)用中使用最多 的電子器件，作為其代表性的用途，可舉出液晶驅(qū)動用元件。
[0003] 作為TFT，目前最廣泛使用的是W多晶娃膜或非晶娃膜作為溝道層材料的金屬-絕 緣體-半導(dǎo)體-陽 T(Metal-Insulator-Semiconductor-FET，MIS-FET)。使用娃的 MIS-FET 相 對于可見光不透明，因而無法構(gòu)成透明電路。因此，對該器件而言，在將MIS-FET用作液晶顯 示器的液晶驅(qū)動用開關(guān)元件時，顯示器像素的開口率變小。
[0004] 另外，近來，伴隨著對液晶的高精細(xì)化的需求，液晶驅(qū)動用開關(guān)元件也需要高速驅(qū) 動。為實(shí)現(xiàn)高速驅(qū)動，需要將電子或空穴的遷移率至少比非晶娃更高的半導(dǎo)體薄膜用于溝 道層中。
[0005] 針對運(yùn)種情況，在專利文獻(xiàn)1中提出了一種透明半絕緣性非晶態(tài)氧化物薄膜，其是 一種通過氣相成膜法進(jìn)行成膜的、由In、Ga、化和0的元素所構(gòu)成的透明非晶態(tài)氧化物薄膜， 其特征在于，對該氧化物的組成而言，已結(jié)晶化時的組成為InGa化(ZnO)m(m是小于6的自然 數(shù)），在不添加雜質(zhì)離子的條件下，為載流子遷移率(也稱作載流子電子遷移率)大于1cm2/ (V ·秒）、且載流子濃度(也稱作載流子電子濃度)為l〇i6/cm3W下的半絕緣性。專利文獻(xiàn)1中 還提出了一種薄膜晶體管，其特征在于，將前述透明半絕緣性非晶態(tài)氧化物薄膜作為溝道 層。
[0006] 然而，在專利文獻(xiàn)1中提出的通過瓣射法、脈沖激光沉積法中的任一種氣相成膜法 進(jìn)行成膜的、由In、Ga、Zn和0元素所構(gòu)成的透明非晶態(tài)氧化物薄膜(a-IGZO膜)雖然顯示出 約1~10cm^(V.秒）的范圍的較高的電子載流子遷移率，但是，也指出了：非晶態(tài)氧化物薄 膜本來就容易產(chǎn)生氧缺陷，而且針對熱等外部因素，電子載流子的狀態(tài)不一定穩(wěn)定，運(yùn)會造 成不良影響，在形成TFT等器件時，常常會產(chǎn)生不穩(wěn)定的問題。
[0007] 作為解決運(yùn)種問題的材料，專利文獻(xiàn)2提出了一種薄膜晶體管，其特征在于，使用 一種氧化物薄膜，該氧化物薄膜的嫁固溶于氧化銅中，原子數(shù)比GaAGaWn)為0.001~ 0.12,銅和嫁相對于全部金屬原子的含有率為80原子％ ^上，并且具有Ιπ2〇3的方鐵儘礦結(jié) 構(gòu);還提出了一種氧化物燒結(jié)體作為前述薄膜晶體管的原料，其特征在于，嫁固溶于氧化銅 中，原子比Ga/(Ga+In)為0.001~0.12，銅和嫁相對于全部金屬原子的含有率為80原子％ W 上，且具有Im化的方鐵儘礦結(jié)構(gòu)。
[0008] 然而，還存在如下待解決的課題，專利文獻(xiàn)2的實(shí)施例1~8中所述的載流子濃度約 為IQiScnf3，作為應(yīng)用于TFT中的氧化物半導(dǎo)體薄膜，載流子濃度過高。
[0009] 另外，在專利文獻(xiàn)3中公開了一種燒結(jié)體，其是一種具有方鐵儘礦結(jié)構(gòu)、并含有氧 化銅、氧化嫁、氧化鋒的氧化物燒結(jié)體，而且，由原子數(shù)比所表示的銅、嫁和鋒中的鋒量比為 大于0.05且小于0.65。
[0010] 然而，專利文獻(xiàn)3中的燒結(jié)體所存在問題是，在其中的實(shí)施例中，對于大部分實(shí)施 例而言，鋒的含量多，其含有比超過0.10,因此，在形成薄膜時，結(jié)晶化溫度變高，作為薄膜 晶體管，難W獲得可表現(xiàn)穩(wěn)定特性的方鐵儘礦結(jié)構(gòu)的結(jié)晶膜。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0012]專利文獻(xiàn)
[0013] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-219538號公報；
[0014] 專利文獻(xiàn) 2: W02010/032422 號公報；
[0015] 專利文獻(xiàn) 3:W02009/148154 號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 發(fā)明要解決的課題
[0017] 本發(fā)明的目的在于，提供一種能降低晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜的載流子濃度的瓣射 祀、為獲得所述瓣射祀而優(yōu)選的氧化物燒結(jié)體、W及使用所述瓣射祀而得到的顯示出低載 流子濃度和高載流子遷移率的氧化物半導(dǎo)體薄膜。
[0018] 解決課題的方法
[0019]本發(fā)明人的新發(fā)現(xiàn)是，特別地，使在銅和嫁的Ga/(In+Ga)比設(shè)為0.08W上且小于 0.20、且含有作為氧化物的嫁的氧化物燒結(jié)體中含有少量的鋒，具體而言，使211/(111+6曰+ Zn)的比為0.0001 W上且小于0.08,并進(jìn)行燒結(jié)，使用燒結(jié)得到的氧化物燒結(jié)體制成的氧化 物半導(dǎo)體薄膜可抑制載流子濃度。
[0020] 目P，本發(fā)明的第1發(fā)明是一種氧化物燒結(jié)體，其特征在于，其含有作為氧化物的銅、 嫁和鋒，由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的前述嫁的含量為0.08W上且小于0.20,由Zn/(In+ Ga+Zn)原子數(shù)比所表示的前述鋒的含量為0.0001W上且小于0.08。
[0021] 本發(fā)明的第2發(fā)明是如第1發(fā)明所述的氧化物燒結(jié)體，其中，由化/(In+Ga+Zn)原子 數(shù)比所表示的前述鋒的含量為0.01 W上且0.05W下。
[0022] 本發(fā)明的第3發(fā)明是如第1或第2發(fā)明所述的氧化物燒結(jié)體，其中，由Ga/(In+Ga)原 子數(shù)比所表示的前述嫁的含量為0.08W上且0.15W下。
[0023] 本發(fā)明的第4發(fā)明是如第1至第3發(fā)明中任一項(xiàng)所述的氧化物燒結(jié)體，其中，其實(shí)質(zhì) 上不含有除鋒W外的正二價元素、W及除銅和嫁W外的正Ξ價至正六價的元素。
[0024] 本發(fā)明的第5發(fā)明是如第1至第4發(fā)明中任一項(xiàng)所述的氧化物燒結(jié)體，其中，方鐵儘 礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相和除Ιπ2〇3相W外的生成相是由選自由i3-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相、β- Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和（Ga，In)2〇3相、0-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和化2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的 1〇26日2化〇7相、（Ga，In)2〇3相及化2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的1〇26日2化〇7相、W及0-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3 相和(Ga，In)2化相及化2Fe3化型結(jié)構(gòu)的ImGasZn化相所組成的組中的生成相所構(gòu)成。
[0025] 本發(fā)明的第6發(fā)明是如第5發(fā)明所述的氧化物燒結(jié)體，其中，由下述式1所定義的 孔2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的iMGasZnO袖的X射線衍射峰強(qiáng)度比在43 % W下的范圍。
[0026] 100 X I [ 1026日2化07相（0010) ] / {I [ Ιπ203相（400) ]+1 [ ImGasZnO?相（0010) ]} [ % ]
[0027] 式 1
[002引（式中，Ι[Ιπ203相(400)]是方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相的（400)峰強(qiáng)度，[In2Ga2ai07 相(0010)]表示孔2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasSiO?相(0010)峰強(qiáng)度。）
[0029] 本發(fā)明的第7發(fā)明是一種瓣射祀，其是通過加工第1至第6發(fā)明中任一項(xiàng)所述的氧 化物燒結(jié)體而獲得。
[0030] 本發(fā)明的第8發(fā)明是一種晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜，其通過使用第7發(fā)明所述的瓣射 祀W瓣射法形成在基板上后，在氧化性環(huán)境中通過熱處理進(jìn)行結(jié)晶化而成。
[0031] 本發(fā)明的第9發(fā)明是如第8發(fā)明所述的氧化物半導(dǎo)體薄膜，其中，載流子遷移率為 10cm2/V · S W上。
[0032] 本發(fā)明的第10發(fā)明是如第8發(fā)明所述的氧化物半導(dǎo)體薄膜，其中，載流子遷移率為 15cm2/V · SW上。
[0033] 本發(fā)明的第11發(fā)明是如第8至第10發(fā)明中任一項(xiàng)所述的氧化物半導(dǎo)體薄膜，其中， 載流子濃度為8.0 X 1 〇i7cnf 3 W下。
[0034] 發(fā)明的效果
[0035] 對于本發(fā)明的含有作為氧化物的銅和嫁、且WZn/(In+Ga+Zn)的原子數(shù)比計含有 0.0001W上且小于0.08的鋒的氧化物燒結(jié)體而言，例如，在將所述氧化物燒結(jié)體用作瓣射 祀的情況下，能夠獲得通過瓣射成膜而形成、然后通過熱處理而得到的本發(fā)明的晶質(zhì)氧化 物半導(dǎo)體薄膜。前述晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜具有方鐵儘礦結(jié)構(gòu)，通過含有規(guī)定量的鋒而獲 得抑制載流子濃度的效果。由此，在將本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜用于TFT中時，能提 高TFT的接通/斷開(on/off)性能。因此，本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體、祀W及使用所述祀而獲得 的氧化物半導(dǎo)體薄膜在工業(yè)上極其有用。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面，針對本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體、瓣射祀、W及使用所述瓣射祀而獲得的氧化物 半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0037] 本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體的特征在于，其含有作為氧化物的銅、嫁和鋒，且WGaAln +Ga)原子數(shù)比計含有0.08 W上且小于0.20的嫁，WZn/( In+Ga+Zn)原子數(shù)比計含有0.0001 W上且小于0.08的鋒。
[003引對于由Ga/( In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量而言，優(yōu)選0.08 W上且小于0.20，更 優(yōu)選0.08W上且0.15W下。嫁與氧的結(jié)合力強(qiáng)，且具有降低本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄 膜的氧缺損量的效果。當(dāng)由Ga/( In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量小于0.0別寸，無法充分地 獲得上述效果。另一方面，當(dāng)含量為0.20W上時，結(jié)晶化溫度變得過高，因此，在半導(dǎo)體工藝 所優(yōu)選的溫度范圍內(nèi)無法改善結(jié)晶性，因而作為氧化物半導(dǎo)體薄膜，也無法獲得充分高的 載流子遷移率。另外，從確保氧化物半導(dǎo)體薄膜所特別優(yōu)選的載流子遷移率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu) 選0.08W上且O.lOW下。
[0039] 對本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體而言，除了含有上述所規(guī)定的組成范圍的銅和嫁W外， 還含有鋒。由Zn/(In+Ga+化）的原子數(shù)比所表示的鋒濃度為0.0001 W上且小于0.08。另外， 從同時滿足氧化物半導(dǎo)體薄膜的優(yōu)選的載流子濃度和載流子遷移率的觀點(diǎn)出發(fā)，鋒濃度優(yōu) 選0.01 W上且0.05W下。另外，從確保氧化物半導(dǎo)體薄膜所特別優(yōu)選的載流子遷移率的觀 點(diǎn)出發(fā)，鋒濃度優(yōu)選0.0001W上且0.01W下。
[0040] 對本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體而言，通過添加上述范圍內(nèi)的鋒，主要由氧缺陷所生成 的電子被中和，通過運(yùn)一作用，載流子濃度受到抑制，在將本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜 應(yīng)用于TFT中時，能提高TFT的接通/斷開性能。
[0041] 此外，在本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體中，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含有元素 M，所述元素 Μ是除鋒W 外的正二價元素、W及除銅和嫁W外的正Ξ價至正六價的元素。其中，所謂實(shí)質(zhì)上不含有元 素 Μ是指，由Μ/( In+Ga+M)的原子數(shù)比所表示的各個單獨(dú)的元素 Μ為50化pmW下，優(yōu)選20化pm W下，更優(yōu)選10化pmW下。作為具體的元素 Μ的示例，作為正二價元素，能夠例舉Mg、Ni、Co、 Cu、Ca、Sr、Pb;作為正立價元素，能夠例舉Al、Y、Sc、B、銅系元素;作為正四價元素，能夠例舉 811、6日、11、51、2'、冊、(：^日;作為正五價元素，能夠例舉抓、了日;作為正六價元素，能夠例舉胖、 Moo
[0042] 1.氧化物燒結(jié)體組織
[0043] 本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體優(yōu)選主要由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相W及i3-Ga2化型結(jié)構(gòu) 的Gain化相所構(gòu)成。其中，優(yōu)選嫁固溶于In2〇3相，或者構(gòu)成Gain化相。當(dāng)嫁固溶于In2〇3相時， 其取代作為正Ξ價離子的銅的晶格位置。由于燒結(jié)不進(jìn)行等理由，嫁難W固溶于Im〇3相，或 者i3-Ga2化型結(jié)構(gòu)的Gain化相難W生成，作為其結(jié)果，不優(yōu)選形成i3-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的Ga2〇3相。 由于Ga2〇3相缺乏導(dǎo)電性，因而會導(dǎo)致異常放電。
[0044] 本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體主要由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的In2〇3相所構(gòu)成，但是，如本發(fā)明 所示地，在由Ga/( In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁的含量為0.08 W上、且由化/(In+Ga+化)原子 數(shù)比所表示的鋒的含量為0.0001W上時，除In2〇3相W外，僅含有i3-Ga2化型結(jié)構(gòu)的Gain化相， 或者含有P-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和(Ga，In)2〇袖。
[0045] 另外，本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體可W含有Yb2化3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasZnO?相，但是，優(yōu)選 在由下述式1所定義的X射線衍射峰強(qiáng)度比為43% W下的范圍內(nèi)含有上述相。
[0046] l〇〇XI[In2Ga2ai07 相（0010)]/{I[In203 相（400)]+I[In2Ga2ai07 相（00!0)]}[%]
[0047] 式 1
[004引（式中，Ι[Ιπ203相（400)]是方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相的（400)峰強(qiáng)度，[1026日2化07 相(0010)]表示孔2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasSiO?相(0010)峰強(qiáng)度。）
[0049] 另外，本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體也可含有Yb2化3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasZnO?相，但是，在通 過Im〇3相和ImGasZn化相運(yùn)2個相來構(gòu)成燒結(jié)體的情況下，載流子遷移率下降，因而不優(yōu)選。 在含有化2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasZnO?相時，通過另外含有f3-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相、（Ga， In)2〇3相、或者0-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和(Ga，In)2〇3相，載流子遷移率上升，因而能夠制 成優(yōu)選的氧化物燒結(jié)體。
[0050] 另外，優(yōu)選本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體實(shí)質(zhì)上不含有同系結(jié)構(gòu)化合物。其中，所謂同系 結(jié)構(gòu)，對于含和化的氧化物而言，是指由InGa化(ZnO)m(m是2~20的自然數(shù)）的組成式 所表示的六方晶系的層狀結(jié)構(gòu)。例如，m = 1時的InGa化化具有In化層和(Ga，Zn) ο層沿c軸方 向反復(fù)的結(jié)構(gòu)。其存在能夠通過X射線衍射測定進(jìn)行確認(rèn)。在本發(fā)明中，通過實(shí)質(zhì)上不含有 同系結(jié)構(gòu)化合物，可獲得如下效果:所得到的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜形成方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)， 并表現(xiàn)出高載流子遷移率。此外，所謂實(shí)質(zhì)上不含有同系結(jié)構(gòu)化合物是指，對于由同系化合 物所構(gòu)成的相(下面，有時也稱作同系相)相對于構(gòu)成本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體的全部的相而 言，例如，通過全譜結(jié)構(gòu)擬合分析(U-外解析)所求出的重量比為8% W下，優(yōu)選5% W 下，更優(yōu)選3 % W下，進(jìn)一步優(yōu)選1 % W下，更進(jìn)一步優(yōu)選0 %。
[0051 ] 2.氧化物燒結(jié)體的制備方法
[0052] 本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體是將由氧化銅粉末和氧化嫁粉末所構(gòu)成的氧化物粉末、W 及氧化鋒粉末作為原料粉末。
[0053] 在本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體的制備工序中，在將運(yùn)些原料粉末進(jìn)行混合后，進(jìn)行成 型，并通過常壓燒結(jié)法對成型物進(jìn)行燒結(jié)。本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體組織的生成相很大程度 地依賴于氧化物燒結(jié)體的各工序中的制備條件，例如，原料粉末的粒徑、混合條件W及燒結(jié) 條件。
[0054] 本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體的組織優(yōu)選主要由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相和i3-Ga2化型 結(jié)構(gòu)的Gain化相所構(gòu)成，但是，優(yōu)選將上述各原料粉末的平均粒徑設(shè)為3.ΟμL?Κ下，更優(yōu)選 設(shè)為Ι.δμL?Κ下，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)為1.0皿W下。如前所述，在由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的 嫁含量為0.08W上的情況下，除血〇3相W外，還含有0-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相，或者含有β- Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和(Ga，In)2〇3相，但是，為了極力抑制運(yùn)些相的生成，優(yōu)選將各原料 粉末的平均粒徑設(shè)為l.OymW下。
[0055] 氧化銅粉末是IT0(添加錫的銅氧化物）的原料，在對IT0進(jìn)行改良的同時，對燒結(jié) 性優(yōu)越的微細(xì)氧化銅粉末的開發(fā)也一直處于推進(jìn)之中。由于氧化銅粉末作為IT0用原料而 大量地繼續(xù)使用，近來，能獲得平均粒徑為1. OymW下的原料粉末。
[0056] 氧化鋒粉末也是AZ0(添加侶的鋒氧化物）的主要原料，因此，根據(jù)與氧化銅粉末相 同的理由，能獲得平均粒徑為l.OymW下的原料粉末。
[0057] 但是，對氧化嫁粉末而言，其與氧化銅粉末相比，用量仍然較少，因而難W獲得平 均粒徑為l.OymW下的原料粉末。因此，在只能獲得粗大的氧化嫁粉末的情況下，需要將它 們粉碎至平均粒徑為1. 〇μπι W下。
[0058] 在本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體的燒結(jié)工序中，優(yōu)選使用常壓燒結(jié)法。常壓燒結(jié)法是一 種簡便且工業(yè)上有利的方法，從低成本的觀點(diǎn)出發(fā)也優(yōu)選。
[0059] 在使用常壓燒結(jié)法的情況下，如前所述，首先制備成型體。將原料粉末加入樹脂制 加料腔中，與粘結(jié)劑(例如，PVA)等一同在濕式球磨機(jī)等中進(jìn)行混合。除主要構(gòu)成本發(fā)明的 氧化物燒結(jié)體的方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιη2〇3相W外，有時還含有0-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的Gain化化或 者含有i3-Ga2化型結(jié)構(gòu)的Gain化相和(Ga，In)2化相，但是，為了極力抑制運(yùn)些相的生成，優(yōu)選 進(jìn)行18小時W上的上述球磨機(jī)混合。此時，作為混合用球，可W使用硬質(zhì)化化球。在混合后， 取出漿料，并進(jìn)行過濾、干燥、造粒。然后，通過冷等靜壓機(jī)對所得到的造粒物施加9.8M化 (0.1噸/cm2)~294MPa( 3噸/cm2)左右的壓力W進(jìn)行成型，從而形成成型體。
[0060] 在常壓燒結(jié)法的燒結(jié)工序中，優(yōu)選設(shè)為氧存在的環(huán)境，更優(yōu)選環(huán)境中的氧體積分 數(shù)超過20 %。特別地，由于氧體積分?jǐn)?shù)超過20%，氧化物燒結(jié)體的密度更進(jìn)一步升高。在燒 結(jié)的初始階段，通過環(huán)境中的過剩的氧，成型體表面的燒結(jié)首先進(jìn)行。接著，在成型體內(nèi)部 進(jìn)行在還原狀態(tài)下的燒結(jié)，最終獲得高密度的氧化物燒結(jié)體。
[0061] 在不存在氧的環(huán)境中，由于不會首先進(jìn)行成型體表面的燒結(jié)，因此，其結(jié)果是不會 促進(jìn)燒結(jié)體的高密度化。如果不存在氧，特別是在900~ΙΟΟΟΓ左右，氧化銅進(jìn)行分解，生成 金屬銅，因此，難W獲得作為目標(biāo)的氧化物燒結(jié)體。
[0062] 常壓燒結(jié)的溫度范圍優(yōu)選1200~1550°C，更優(yōu)選1350~1450°C。燒結(jié)時間優(yōu)選10 ~30小時，更優(yōu)選15~25小時。
[0063] 通過將燒結(jié)溫度設(shè)為上述范圍，并將前述平均粒徑調(diào)節(jié)為1.化mW下的由氧化銅 粉末和氧化嫁粉末所構(gòu)成的氧化物粉末W及氧化鋒粉末作為原料粉末來使用，在主要由方 鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的ImO袖所構(gòu)成、特別是由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量為0.08W上 的情況下，趨向于更容易生成0-Ga2化型結(jié)構(gòu)的Gain化相，在由化/(In+Ga+化)原子數(shù)比所表 示的鋒含量低于0.08的情況下，傾向于更容易獲得實(shí)質(zhì)上不含同系結(jié)構(gòu)化合物的氧化物燒 結(jié)體。
[0064] 在燒結(jié)溫度小于1300°C時，燒結(jié)反應(yīng)無法充分地進(jìn)行。另一方面，如果燒結(jié)溫度超 過155(TC，則變得難W促進(jìn)高密度化，另一方面，燒結(jié)爐的部件與氧化物燒結(jié)體進(jìn)行反應(yīng)， 無法再獲得作為目標(biāo)的氧化物燒結(jié)體。特別是當(dāng)由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量超 過0.10時，優(yōu)選將燒結(jié)溫度設(shè)為1450°C W下。運(yùn)是因?yàn)?，?500°C前后的溫度范圍內(nèi)，有時 (Ga，In)2〇袖的生成變得顯著。如果(Ga，In)2〇袖的量較少，貝懷會產(chǎn)生問題，但是，當(dāng)量較 多時，可能導(dǎo)致成膜速度下降、電弧放電等問題，因而不優(yōu)選。
[0065] 對于至燒結(jié)溫度為止的升溫速度而言，為了防止燒結(jié)體的破裂，并促進(jìn)脫粘結(jié)劑 的進(jìn)行，優(yōu)選將升溫速度設(shè)在0.2~5°C/分鐘的范圍。只要溫度在該范圍內(nèi)，則可W根據(jù)需 要而組合不同的升溫速度W升溫至燒結(jié)溫度。在升溫過程中，出于促進(jìn)脫粘結(jié)劑的進(jìn)行、燒 結(jié)的目的，可W在特定的溫度條件下保持一定時間。在燒結(jié)后，在進(jìn)行冷卻時停止導(dǎo)入氧， 優(yōu)選W0.2~5°C/分鐘、特別是W〇.2°C/分鐘W上且rC/分鐘W下的范圍的降溫速度將溫 度降低至l〇〇〇°C。
[0066] 3.祀
[0067] 本發(fā)明的祀可通過將上述氧化物燒結(jié)體切斷加工成規(guī)定的大小的方式而獲得。在 用作祀的情況下，能夠進(jìn)一步通過對表面進(jìn)行研磨加工，并粘合至背板而獲得。對于祀形狀 而言，優(yōu)選平板形，但是，也可W設(shè)為圓筒形。在使用圓筒形祀的情況下，優(yōu)選抑制由祀旋轉(zhuǎn) 而導(dǎo)致的顆粒的產(chǎn)生。另外，對于上述氧化物燒結(jié)體，例如，能夠加工成圓柱狀W制成料片， 并用于基于蒸鍛法、離子鍛法進(jìn)行的成膜中。
[0068] 在用作瓣射祀的情況下，本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體的密度優(yōu)選為6.3g/cm3W上，更 優(yōu)選為6.7g/cm3W上。當(dāng)密度小于6.3g/cm3時，會導(dǎo)致批量生產(chǎn)使用時產(chǎn)生結(jié)節(jié)。另外，在用 作離子電鍛用料片的情況下，氧化物燒結(jié)體的密度優(yōu)選小于6.3g/cm3,更優(yōu)選為3.4~ 5.5g/cm3。在此情況下，優(yōu)選將燒結(jié)溫度設(shè)為小于1200°C。
[0069] 4.氧化物半導(dǎo)體薄膜及其成膜方法
[0070] 本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜主要通過如下方式獲得:使用前述瓣射祀，并通 過瓣射法在基板上暫時形成非晶質(zhì)氧化物薄膜，接著實(shí)施熱處理。
[0071 ]前述瓣射祀能夠由本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體來獲得，但是，所述氧化物燒結(jié)體組織， 良P，主要由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相和i3-Ga2化型結(jié)構(gòu)的Gain化相所構(gòu)成的組織很重要。為 了獲得本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜，暫時形成非晶質(zhì)氧化物薄膜，但是，運(yùn)是為了進(jìn)行 基于濕式蝕刻法的圖案加工。為了確保良好的濕式蝕刻性，需要前述氧化物薄膜是穩(wěn)定的 非晶質(zhì)。所謂穩(wěn)定的非晶質(zhì)，就是指氧化物薄膜的結(jié)晶化溫度高，氧化物燒結(jié)體組織與此相 關(guān)。即，如本發(fā)明的氧化物燒結(jié)體那樣，在不僅包含方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Im〇3相，還包含β- Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的Gain化相的情況下，由所述氧化物燒結(jié)體獲得的氧化物薄膜可表現(xiàn)出高結(jié)晶 化溫度，即225°CW上的結(jié)晶化溫度，因而成為穩(wěn)定的非晶質(zhì)。相對于此，在氧化物燒結(jié)體僅 由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Im〇3相構(gòu)成的情況下，由所述氧化物燒結(jié)體獲得的氧化物薄膜的結(jié)晶 化溫度小于225Γ，導(dǎo)致微結(jié)晶生成等，從而導(dǎo)致非晶質(zhì)受到破壞，其結(jié)果是濕式蝕刻性變 差D
[0072] 在非晶質(zhì)氧化物薄膜的形成工序中，常規(guī)的瓣射法被加 W使用，但是，特別地，如 果使用直流(DC)瓣射法，則成膜時的熱影響小，能進(jìn)行高速成膜，因而在工業(yè)上有利。在通 過直流瓣射法來形成本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體薄膜時，作為瓣射氣體，優(yōu)選使用由非活性氣 體與氧氣所組成的混合氣體，特別是由氣氣與氧氣所組成的混合氣體。另外，優(yōu)選將瓣射裝 置的腔室內(nèi)的壓力設(shè)定為0.1~IPa，特別是設(shè)定為0.2~0.8化W進(jìn)行瓣射。
[0073] 對于基板而言，代表性的基板為玻璃基板，優(yōu)選無堿玻璃基板，但是，也能夠使用 樹脂板、樹脂薄膜中的能承受上述工藝條件的基板。
[0074] 對于前述非晶質(zhì)氧化物薄膜形成工序而言，例如，能夠在進(jìn)行真空排氣至壓力為2 Χ10-咕aW下后，導(dǎo)入由氣氣與氧氣所組成的混合氣體，將氣體壓力設(shè)為0.2~0.8Pa，施加 直流功率W使相對于祀面積的直流功率即直流功率密度為1~7W/cm2左右的范圍，從而產(chǎn) 生直流等離子體，并實(shí)施預(yù)瓣射。優(yōu)選在進(jìn)行5~30分鐘的所述預(yù)瓣射后，根據(jù)需要，在對基 板位置進(jìn)行修正的基礎(chǔ)上進(jìn)行瓣射。
[0075] 在前述非晶質(zhì)氧化物薄膜的形成工序中進(jìn)行瓣射成膜時，為使成膜速度升高而提 高施加的直流功率。
[0076] 本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜是在形成前述非晶質(zhì)薄膜后，通過使非晶質(zhì)薄膜 進(jìn)行結(jié)晶化而獲得的。作為結(jié)晶化方法，例如，存在如下兩種方法:在室溫附近等低溫條件 下暫時形成非晶質(zhì)膜，然后，在結(jié)晶化溫度W上的條件下進(jìn)行熱處理，從而使氧化物薄膜結(jié) 晶化，或者，通過將基板加熱至氧化物薄膜的結(jié)晶化溫度W上W形成晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄 膜。在運(yùn)兩種方法中，加熱溫度大致設(shè)在500°CW下即可，并且可使用無堿玻璃基板。
[0077] 前述非晶質(zhì)氧化物薄膜和晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜的銅、嫁和鋒的組成與本發(fā)明的 氧化物燒結(jié)體的組成基本相同。即，是一種含有作為氧化物的銅和嫁、且含有鋒的晶質(zhì)氧化 物燒半導(dǎo)體薄膜。由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁的含量為0.08W上且小于0.20,由化/ (In+Ga+化)原子數(shù)比所表示的前述鋒的含量為0.0001W上且小于0.08。
[0078] 本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜優(yōu)選僅由方鐵儘礦結(jié)構(gòu)的In2〇3相所構(gòu)成。在 Im化相中，與氧化物燒結(jié)體同樣地，嫁或鋒置換固溶于正Ξ價離子銅的各晶格位置，且鋒也 進(jìn)行置換固溶。對于本發(fā)明的氧化物半導(dǎo)體薄膜而言，主要由氧缺陷而生成的載流子電子 通過添加鋒而被中和，通過該中和作用，載流子濃度降低至8.0Xl〇i7cnf3W下，而且，所得 到的載流子遷移率為lOcmVv · sW上，優(yōu)選為15cmVv · sW上，特別優(yōu)選為20cmVv · sW 上。
[0079] 對于本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜而言，通過濕式蝕刻法或干式蝕刻法進(jìn)行用 于TFT等所需的微細(xì)加工。能夠在低于結(jié)晶化溫度的溫度，例如，在從室溫至300°C為止的范 圍內(nèi)選擇合適的基板溫度W暫時形成非晶質(zhì)膜，然后，在結(jié)晶化溫度W上的溫度進(jìn)行熱處 理W使氧化物薄膜結(jié)晶化，在此情況下，在非晶質(zhì)膜形成后，實(shí)施基于使用弱酸的濕式蝕刻 法進(jìn)行的微細(xì)加工。只要是弱酸，基本上都能夠使用，但是，優(yōu)選W草酸為主要成分的弱酸。 例如，能夠使用關(guān)東化學(xué)制造的口 0-06N等。在通過將基板加熱至氧化物薄膜的結(jié)晶化溫度 W上W對晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜進(jìn)行成膜時，例如，能夠應(yīng)用基于如氯化鐵水溶液那樣的 強(qiáng)酸的濕式蝕刻法或干式蝕刻法，但是，如果顧及對TFT周圍造成的損傷，則優(yōu)選干式蝕刻 法。
[0080] 對于本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜的膜厚而言，沒有限定，但是，膜厚為10~ 500nm，優(yōu)選為20~300nm，進(jìn)一步優(yōu)選為30~lOOnm。如果膜厚小于lOnm，則無法獲得充分的 結(jié)晶性，作為結(jié)果，無法實(shí)現(xiàn)高載流子遷移率。另一方面，如果超過500nm，則會產(chǎn)生生產(chǎn)率 的問題，因而不優(yōu)選。
[0081] 另外，對于本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜而言，在可見區(qū)域(400~800nm)的平 均透過率優(yōu)選為80% W上，更優(yōu)選為85 % W上，進(jìn)一步優(yōu)選為90% W上。在應(yīng)用于透明TFT 的情況下，如果平均透過率小于80%，則作為透明顯示器件的液晶元件、有機(jī)化元件等的光 提取效率下降。
[0082] 對于本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜而言，在可見區(qū)域的光的吸收小，透過率高。 專利文獻(xiàn)1所述的a-IGZO膜由于含有大量的鋒，特別是在可見區(qū)域短波長側(cè)的光的吸收大。 相對于此，對于本發(fā)明的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜而言，由于只含有少量的鋒，因而在可見區(qū) 域短波長側(cè)的光的吸收小，例如，波長400nm處的消光系數(shù)顯示為0.05 W下。因此，波長 40化m附近的藍(lán)光的透過率高，能夠提高液晶元件、有機(jī)化元件等的發(fā)色性，因而適用于運(yùn) 些TFT的溝道層用材料等中。
[0083] 實(shí)施例
[0084] 下面，使用本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但是，本發(fā)明并不受運(yùn)些實(shí)施 例的限定。
[0085] <氧化物燒結(jié)體的評價>
[0086] 通過ICP發(fā)光分光分析法對所得到的氧化物燒結(jié)體的金屬元素的組成進(jìn)行測定。 使用所得到的氧化物燒結(jié)體的端材，利用X射線衍射裝置(飛利浦公司制造），基于粉末法對 生成相進(jìn)行鑒定。
[0087] <氧化物薄膜的基本特性評價>
[0088] 通過ICP發(fā)光分光分析法對所得到的氧化物薄膜的組成進(jìn)行測定。氧化物薄膜的 膜厚通過表面粗糖度計(科磊公司化LA Tencor)制造)進(jìn)行測定。成膜速度根據(jù)膜厚與成膜 時間進(jìn)行計算。氧化物薄膜的載流子濃度和遷移率通過霍爾效應(yīng)測量裝置（日本東陽科技 公司制造)來求出。膜的生成相通過X射線衍射測定進(jìn)行鑒定。
[0089] (調(diào)節(jié)例）
[0090] 調(diào)節(jié)氧化銅粉末、氧化嫁粉末W及氧化鋒粉末，W使它們的平均粒徑為l.OymW 下，從而制成原料粉末。將運(yùn)些原料粉末調(diào)配成如表1中的實(shí)施例和比較例的Ga/(In+Ga)原 子數(shù)比、Zn/(In+Ga+Zn)原子數(shù)比，與水一同加入樹脂制加料腔中，通過濕式球磨機(jī)進(jìn)行混 合。此時，使用硬質(zhì)Zr化球，并設(shè)定混合時間為18小時。在混合后，取出漿料，進(jìn)行過濾、干 燥、造粒。通過冷等靜壓機(jī)對造粒物施加3噸/cm2的壓力W進(jìn)行成型。
[0091] 接著，W下述方式對成型體進(jìn)行燒結(jié)。相對于爐內(nèi)容積每〇.lm3W5升/分鐘的比 例，在燒結(jié)爐內(nèi)的大氣中導(dǎo)入氧，在此環(huán)境下，W1350~1450°C的燒結(jié)溫度進(jìn)行20小時的燒 結(jié)。此時，wrc/分鐘的速率進(jìn)行升溫，在燒結(jié)后進(jìn)行冷卻時，停止導(dǎo)入氧，并wrc/分鐘的 速率降溫至l〇〇〇°C。
[0092] 通過ICP發(fā)光分光分析法，對所得到的氧化物燒結(jié)體進(jìn)行組成分析，在所有的實(shí)施 例中都確認(rèn)了 ：對于金屬元素而言，所得到的氧化物燒結(jié)體的組成與原料粉末的配合時所 添加的組成基本相同。
[0093] 接著，基于X射線衍射測定對氧化物燒結(jié)體的相進(jìn)行鑒定。此外，在含有化2Fe3化型 結(jié)構(gòu)的ImGasZn化相的情況下，將通過下述式1所定義的化2Fe3化型結(jié)構(gòu)的ImGasZnO袖的X 射線衍射峰強(qiáng)度比示于表1中。
[0094] 100 X I [ In2Ga2ai07相（0010) ]/ {I [ Ιπ203相（400) ]+1 [ ImGasZnO?相（0010) ]} [ % ]式 1
[0095] (式中，Ι[Ιπ203相（400)]是方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相的（400)峰強(qiáng)度，[1026日2化07 相(0010)]表示孔2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasSiO?相(0010)峰強(qiáng)度。）
[0096] 表 1
[0097]
[0098] 將氧化物燒結(jié)體加工成直徑152mm、厚度5mm的大小，用杯形砂輪對瓣射面進(jìn)行研 磨W使最大高度Rz為3.ΟμL?Κ下。使用金屬銅將已加工的氧化物燒結(jié)體焊接于無氧銅制背 板，從而制成瓣射祀。
[0099] 使用實(shí)施例和比較例的瓣射祀和無堿玻璃基板(康寧EagleXG)，W表2中所示的基 板溫度，通過直流瓣射進(jìn)行成膜。在裝備了不具電弧抑制功能的直流電源的直流磁控瓣射 裝置（日本特機(jī)(hy年)公司制造)的陰極上安裝上述瓣射祀。此時將祀一基板(保持部件）間 的距離固定為60mm。進(jìn)行真空排氣至壓力為2Χ10-咕aW下，然后，根據(jù)各祀的嫁量和鋒量而 導(dǎo)入氣氣和氧氣的混合氣體，W達(dá)到適當(dāng)?shù)难鯕獾谋嚷剩瑢鈮赫{(diào)節(jié)成〇.6Pa。施加直流功 率300W( 1.64W/cm2) W產(chǎn)生直流等離子體。進(jìn)行10分鐘的預(yù)瓣射后，在瓣射祀的正上方，即， 在靜止相向位置設(shè)置基板，從而形成膜厚為50nm的氧化物薄膜。確認(rèn)了所得到的氧化物薄 膜的組成與祀基本上相同。另外，X射線衍射測定的結(jié)果確認(rèn)為非晶質(zhì)。如表2所示，在大氣 中，在300~500°C溫度范圍對所得到的非晶質(zhì)氧化物薄膜進(jìn)行30分鐘的熱處理，并通過X射 線衍射測定對熱處理后的氧化物薄膜的結(jié)晶性進(jìn)行檢測。另外，對于已結(jié)晶化的氧化物半 導(dǎo)體薄膜，對構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶相進(jìn)行鑒定。對所得到的氧化物半導(dǎo)體薄膜進(jìn) 行霍爾效應(yīng)測定，求出載流子濃度W及載流子遷移率。將所得到的評價結(jié)果統(tǒng)一記載在表2 中。
[0100] 表2
[0101]
[0102] 評價
[0103] 根據(jù)表1的結(jié)果，在實(shí)施例1~14中，當(dāng)由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量為 0.08 W上且小于0.20、由ZrV( In+Ga+Zn)原子量比所表示的鋒含量為0.0001W上且小于 0.0別寸，由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Im〇3相和Gain化相所構(gòu)成，或者由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的血〇3相、 f3-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和（Ga，In)2〇3相所構(gòu)成，或者由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Ιπ2〇3相、β- Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相、W及孔2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasZnO袖所構(gòu)成。
[0104] 相對于此，在比較例1~3、5中，氧化物燒結(jié)體中的嫁和/或鋒含量比本發(fā)明的范圍 少。因此，在比較例1~3中，成為僅由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的Im〇3相所構(gòu)成的氧化物燒結(jié)體。另 夕h在比較例4、6、7中，由于鋒含量過剩，因而化2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的ImGasZnO袖的X射線衍射峰 強(qiáng)度比超過43%，從而無法獲得作為本發(fā)明的目標(biāo)的氧化物燒結(jié)體。
[0105] 另外，根據(jù)表2的結(jié)果，對含有作為氧化物的銅、嫁和鋒的晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜 而言，其表現(xiàn)出氧化物半導(dǎo)體薄膜的特性：由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量控制為 0.08 W上且小于0.20，由化/( In+Ga+Zn)原子數(shù)比所表示的鋒含量被控制在0.0001W上且 小于0.08。
[0106] 可知，實(shí)施例中的氧化物半導(dǎo)體薄膜都是僅由方鐵儘礦型結(jié)構(gòu)的In2〇3相所構(gòu)成。 另外，可知對于實(shí)施例中的氧化物半導(dǎo)體薄膜而言，載流子濃度為8.0Xl〇i7cnf3W下，并且 載流子遷移率為lOcmVv · sW上，特別是由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量為0.08W 上且0.15 W下、由化/ (In+Ga+Zn)原子數(shù)比所表示的鋒含量為0.001W上且0.05 W下的實(shí)施 例2、3、5、7~9的氧化物半導(dǎo)體薄膜表現(xiàn)出優(yōu)異的特性:能夠同時滿足兩個載流子特性，即， 載流子濃度為5.0Xl〇i7cm-3W下，并且載流子遷移率為15cmVv · sW上。
[0107] 由Ga/^(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量為0.08W上且0.10W下、由ZrV(In+Ga+ Zn)原子數(shù)比所表示的鋒含量為0.0001 W上且0.01 W下的實(shí)施例1、2、4、5中的氧化物半導(dǎo) 體薄膜可知，表現(xiàn)出載流子遷移率為20cmVv · sW上的特別優(yōu)異的載流子遷移率。
[〇1〇引相對于此，在比較例1~8中，由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的嫁含量或者由Zn/ (In+Ga+Zn)原子數(shù)比所表示的鋒含量不滿足本發(fā)明的范圍，可知其結(jié)果是，載流子濃度超 過8.0 X l〇i7cnf3。另外，對于比較例4、6、7、8中的氧化物薄膜而言，可知，即使在500°C的大 氣中進(jìn)行熱處理，也不會進(jìn)行結(jié)晶化，且載流子濃度超過8.0 X 1 〇i7cnf3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氧化物燒結(jié)體，其特征在于，含有作為氧化物的銦、鎵和鋅， 由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的所述鎵的含量為0.08以上且小于0.20， 由Zn/(In+Ga+Zn)原子數(shù)比所表示的所述鋅的含量為0.0001以上且小于0.08。2. 如權(quán)利要求1所述的氧化物燒結(jié)體，其中，由Zn/(In+Ga+Zn)原子數(shù)比所表示的所述 鋅的含量為0.01以上且0.05以下。3. 如權(quán)利要求1或2所述的氧化物燒結(jié)體，其中，由Ga/(In+Ga)原子數(shù)比所表示的所述 鎵的含量為0.08以上且0.15以下。4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的氧化物燒結(jié)體，其中，所述氧化物燒結(jié)體實(shí)質(zhì)上不 含有除鋅以外的正二價元素、以及除銦和鎵以外的正三價至正六價的元素。5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的氧化物燒結(jié)體，其中，方鐵錳礦型結(jié)構(gòu)的In2〇3相和 除In 2〇3相以外的生成相，是由選自由0-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的Galn03相、0-Ga 2〇3型結(jié)構(gòu)的Galn03相 和(Ga，In)2〇3相、P-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和Yb2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的In2Ga2Zn〇7相、（Ga，In)2〇3相 和Yb2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的 In2Ga2Zn〇7相、以及0-Ga2〇3型結(jié)構(gòu)的GaIn〇3相和(Ga，In)2〇3相和Yb2Fe3〇7 型結(jié)構(gòu)的In 2Ga2Zn〇7相所組成的組中的生成相所構(gòu)成。6. 如權(quán)利要求5所述的氧化物燒結(jié)體，其中，由下述式1所定義的Yb2Fe3〇7型結(jié)構(gòu)的 In2Ga2Zn〇7相的X射線衍射峰強(qiáng)度比是43 %以下的范圍， 100. I [ In2Ga2Zn〇7 相（0010) ] / {I [ In2〇3相（400) ]+1 [ In2Ga2Zn〇7 相（0010)]}[%]式 1 式中，I [ In2〇3相（400)]是方鐵錳礦型結(jié)構(gòu)的In2〇3相的（400)峰強(qiáng)度，[In 2Ga2Zn〇7相 (0010)]表示 Yb2Fe3〇7 型結(jié)構(gòu)的 In2Ga2Zn〇7 相（0010)峰強(qiáng)度。7. -種濺射靶，其是通過加工權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的氧化物燒結(jié)體而獲得。8. -種晶質(zhì)氧化物半導(dǎo)體薄膜，其通過使用權(quán)利要求7所述的濺射靶以濺射法形成在 基板上后，在氧化性環(huán)境中通過熱處理進(jìn)行結(jié)晶化而成。9. 如權(quán)利要求8所述的氧化物半導(dǎo)體薄膜，其中，載流子迀移率為10cm2/V · s以上。10. 如權(quán)利要求8所述的氧化物半導(dǎo)體薄膜，其中，載流子迀移率為15cm2/V · s以上。11. 如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的氧化物半導(dǎo)體薄膜，其中，載流子濃度為8.0 X 1017cm-3以下。
【文檔編號】H01L21/363GK106029603SQ201580009747
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年2月12日
【發(fā)明人】中山德行, 西村英郎, 西村英一郎, 松村文彥, 井藁正史
【申請人】住友金屬礦山株式會社