氧化物靶材及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种氧化物靶材及其制造方法，所述氧化物靶材用于形成ZTO薄膜，所述ZTO薄膜为抑制阈值电压的不稳定性的、构成对高精细的显示器等进行驱动的TFT的沟道层的ZTO薄膜。相对于金属成分整体，含有20.0原子％～50.0％原子的Sn，余量由Zn及不可避免的杂质组成，面积10000μm

【技术实现步骤摘要】
氧化物靶材及其制造方法
本专利技术涉及用于形成驱动例如液晶显示器、有机EL显示器等的薄膜晶体管的氧化物半导体层而使用的氧化物靶材及其制造方法。
技术介绍
以往，对于由薄膜晶体管(以下，称为“TFT”)进行驱动的方式的液晶显示器、有机EL显示器等显示装置而言，在TFT的沟道层中采用非晶质硅膜、结晶硅膜是主流的。而且，伴随显示器的高精细化的要求，氧化物半导体作为TFT的沟道层中使用的材料而受到关注。例如，包含In、Ga、Zn、O(氧)的氧化物半导体膜(以下，称为“I-G-Z-O薄膜。”)具有优异的TFT特性而开始实用化。该I-G-Z-O的薄膜中所含的In、Ga是日本的稀有金属储备对象钢中所指定的稀少且昂贵的金属。因此，作为不含有上述I-G-Z-O薄膜中所含的In、Ga的氧化物半导体膜，正在持续关注Zn-Sn-O系氧化物半导体膜(以下，称为“ZTO薄膜”)。而且，该ZTO薄膜是通过使用了靶的溅射法而成膜的。该溅射法是指，使离子、原子或团簇与靶表面发生碰撞来切削(或者溅起)该物质的表面，从而使构成该物质的成分沉积在基板等的表面上而成膜的方法。此处，ZTO薄膜由于是含有氧的薄膜，因此，可以在溅射法中使用在含有氧的氛围下成膜的所谓反应性溅射法。该反应性溅射法是指，在由氩气和氧气构成的混合气体的氛围下进行溅射的方法，并且为通过边使离子、原子或团簇与氧反应边进行溅射而形成氧化物系薄膜的方法。而且，对于该反应性溅射法中使用的靶材，使用由具有与ZTO薄膜的成分组成近似的成分组成的ZTO系氧化物烧结体形成的靶材。这样的靶材从生产率的观点出发为了应用于直流溅射法，提高成膜速度，要求在高电力下使用。专利文献1中提出了通过不使组织中含有成为发火花(arcing)的原因的氧化锡(SnO2)的晶相，从而在即便高电力溅射中也能够抑制发火花的发生、提高成膜速度的靶材用的烧结体现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-277075号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据本专利技术人的研究，确认了，将上述专利文献1中公开的抑制SnO2的晶相的烧结体作为靶材，通过溅射法成膜ZTO薄膜，形成TFT，该TFT若暴露于光照射下施加负偏压的状态(NegativeBiasunderIlluminationStress，以下称为NBIS：)，则有时会表现出阈值电压会向负方向偏移这样的不稳定性。而且，若产生该阈值电压的不稳定性的问题，则会产生难以得到高精细显示器用的驱动元件的问题。本专利技术的目的在于，提供用于形成抑制了阈值电压的不稳定性的、构成对高精细显示器等进行驱动的TFT的沟道层的ZTO薄膜的氧化物靶材、及其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人对上述的课题进行了研究，结果发现，通过使氧化物靶材的每单位面积的ZnO相的面积率为规定的范围内，能够抑制阈值电压的不稳定性，实现了本专利技术。即，本专利技术的氧化物靶材相对于金属成分整体含有20.0原子％～50.0％原子的Sn，余量由Zn及不可避免的杂质组成，面积10000μm2中ZnO相的面积率为10.5面积％以下。另外，本专利技术的氧化物靶材优选相对于金属成分整体含有总计0.005原子％～4.000原子％的Al、Ga、Mo及W中的1种以上。另外，本专利技术的氧化物靶材可以通过具有如下工序的制造方法获得：造粒工序，以相对于金属成分整体含有20.0原子％～50.0％原子的Sn、余量为Zn及不可避免的杂质的方式，将ZnO粉末和SnO2粉末与纯水及分散剂混合而制成浆料，使该浆料干燥，制作造粒粉，对该造粒粉进行预焙烧，得到由Zn2SnO4和ZnO形成的预焙烧粉末；烧结工序，对前述预焙烧粉末进行湿式破碎后，通过浇注成型制作成型体，对该成型体进行脱脂后，在大气氛围下进行焙烧，得到氧化物烧结体；和研磨工序，对前述氧化物烧结体的作为侵蚀面的面进行研磨，得到在作为侵蚀面的面的面积10000μm2中ZnO相所占据的面积率为10.5面积％以下的氧化物靶材。而且，优选在前述研磨工序中，边确认亮度L*及色度b*边对作为侵蚀面的面进行研磨。专利技术的效果根据本专利技术，能够得到抑制了阈值电压的不稳定性的ZTO薄膜。通过抑制该阈值电压的不稳定性，成为对高精细的大型液晶显示器、有机EL显示器等的制造工序中的TFT的沟道层的形成有用的技术。附图说明图1为本专利技术例1的氧化物靶材的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图2为本专利技术例2的氧化物靶材的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图3为比较例的氧化物靶材的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图4为TFT结构的概略图。图5为本专利技术例3的视场1中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图6为本专利技术例3的视场2中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图7为本专利技术例3的视场3中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图8为本专利技术例4的视场1中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图9为本专利技术例4的视场2中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图10为本专利技术例4的视场3中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图11为本专利技术例5的视场1中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图12为本专利技术例5的视场2中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图13为本专利技术例5的视场3中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图14为本专利技术例6的视场1中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图15为本专利技术例6的视场2中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图16为本专利技术例6的视场3中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图17为本专利技术例7的视场1中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图18为本专利技术例7的视场2中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。图19为本专利技术例7的视场3中的扫描型电子显微镜的反射电子图像。附图标记说明1.玻璃基板2.栅电极3.栅极绝缘膜4.沟道层5.源电极6.漏电极具体实施方式本专利技术的氧化物靶材具有如下特征：在作为侵蚀面的面的每单位面积、即面积10000μm2中ZnO相所占据的面积率为10.5面积％以下。由此，本专利技术的氧化物靶材能够形成均匀的ZTO薄膜，能够抑制TFT中的阈值电压的不稳定性。另外，出于与上述同样的理由，对于ZnO相的面积率，每10000μm2的面积优选为10.3面积％以下、更优选为10.2面积％以下。此处，本专利技术中所说的ZnO相的面积率可以如下测定：在氧化物靶材的侵蚀面的任意视场中，通过扫描型电子显微镜以反射电子图像的方式对Zn2SnO4相和ZnO相以高对比度进行拍摄，使用图像解析软件(例如OLYMPUSSOFTIMAGINGSOLUTIONSGMBH公司制的“Scandium”)对其图像进行测定。需要说明的是，为了提高以期望的图案形成沟道层时的蚀刻性，对于ZnO相的面积率，每10000μm2的面积优选为2.0面积％以上、更优选为5.0面积％以上。本专利技术的氧化物靶材具有如下组成：相对于金属成分整体，含有20.0原子％～50.0％原子的Sn、余量由Zn及不可避免的杂质组成。而且，本专利技术的氧化物靶材通过将Sn量设为20.0原子％以上，能够抑制ZnO相粗大化、或者多个ZnO相连结。另外，出于与上述同样的理由，Sn量优选25.0原子％以上、更优选29.0原子％以上。另外，本专利技术的氧化物靶材通过将Sn量设为50.0原子％以下，能够提高以期望的图案形成沟道层时的蚀刻性。另外，出于与上述同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化物靶材，其特征在于，相对于金属成分整体，含有20.0原子％～50.0％原子的Sn，余量由Zn及不可避免的杂质组成，在作为侵蚀面的面的面积10000μm2中ZnO相所占据的面积率为10.5面积％以下。

【技术特征摘要】
2017.05.25 JP 2017-1036311.一种氧化物靶材，其特征在于，相对于金属成分整体，含有20.0原子％～50.0％原子的Sn，余量由Zn及不可避免的杂质组成，在作为侵蚀面的面的面积10000μm2中ZnO相所占据的面积率为10.5面积％以下。2.根据权利要求1所述的氧化物靶材，其特征在于，相对于金属成分整体，含有总计0.005原子％～4.000原子％的Al、Ga、Mo及W中的1种以上。3.一种氧化物靶材的制造方法，其具有：造粒工序，以相对于金属成分整体含有20.0原子％～50.0％原子的Sn、余量为Zn及不...

【专利技术属性】
技术研发人员：上坂修治郎，内山博幸，熊谷友正，玉田悠，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP