氧化物烧结体以及溅射靶制造技术

一种氧化物烧结体，含有以In2O3表示的方铁锰矿相以及以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相。

Oxide sinter and sputtering target

An oxide sintered body consisting of a ferromanganese mineral phase represented by In2O3 and a garnet phase represented by Y3In2Ga3O12.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化物烧结体以及溅射靶
本专利技术涉及氧化物烧结体以及溅射靶。
技术介绍
由于薄膜晶体管(TFT)所使用的无定形(非晶质)氧化物半导体与通用的无定形硅(a-Si)相比具有高载流子迁移率，光学带隙较大，能够在低温下成膜，因此期望将其用于要求大型、高成像清晰度、高速驱动的下一代的显示器或者耐热性低的树脂基板等。在形成上述氧化物半导体(膜)时，优选采用对溅射靶进行溅射的溅射法。这是由于利用溅射法形成的薄膜与利用离子电镀法或真空蒸镀法、电子束蒸镀法形成的薄膜相比，膜面方向(膜面内)上的成分组成或膜厚等的面内均匀性优良，能够形成与溅射靶成分组成相同的薄膜。在专利文献1中记载了将氧化物烧结体用作溅射靶，该氧化物烧结体由In、Y以及O构成，Y/(Y+In)的原子浓度为2.0～40原子％且体积电阻率为5×10-2Ωcm以下。此外，记载了Sn元素的含量为，Sn/(In+Sn+其他的所有金属原子)的原子浓度为2.8～20原子％。在专利文献2中记载了由In、Sn、Y以及O构成的、Y/(In+Sn+Y)的原子浓度为0.1～2.0原子％的氧化物烧结体以及使用了该氧化物烧结体的溅射靶。在专利文献3中记载了具有YInO3与In2O3的晶格常数的中间的晶格常数的烧结体以及将该烧结体作为溅射靶使用。在专利文献4中记载了一种溅射靶，该溅射靶是将含有氧化铟、氧化钇、以及氧化铝或氧化镓的原料进行烧结而得到的、含有A3B5O12型石榴石结构的化合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平09-209134号公报专利文献2：日本特开2000-169219号公报专利文献3：国际公开2010-032432号公报专利文献4：国际公开2015-098060号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种新型的氧化物烧结体及溅射靶。以往，如专利文献4所记载的那样，认为由氧化钇和氧化镓构成的化合物包含A3B5O12型的石榴石相。但是，本专利技术人锐意研究的结果发现，在以In2O3表示的方铁锰矿相为主要成分的氧化物烧结体中，出现的是以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相而并非A3B5O12型的石榴石相，从而完成了本专利技术。用于解决上述技术问题的方案根据本专利技术，提供以下的氧化物烧结体以及溅射靶等。方案1.一种氧化物烧结体，含有以In2O3表示的方铁锰矿相以及以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相。方案2.如方案1所记载的氧化物烧结体，In、Ga以及Y的原子比在以下范围内，In/(In+Y+Ga)为0.60以上0.97以下，Ga/(In+Y+Ga)为0.01以上0.20以下，Y/(In+Y+Ga)为0.02以上0.20以下。方案3.如1或者2记载的氧化物烧结体，所述以In2O3表示的方铁锰矿相的最大峰强度相对于所述以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相的最大峰强度的峰强度比为1～500。方案4.如方案1～3的任一项所述的氧化物烧结体，还含有正四价的金属元素。方案5.如方案4所述的氧化物烧结体，所述正四价的金属元素固溶于所述以In2O3表示的方铁锰矿相或者所述以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相。方案6.如方案4或者5所述的氧化物烧结体，相对于氧化物烧结体中所有的金属元素，所述正四价的金属元素的含量为100～10000ppm的原子浓度。方案7.如方案4～6的任一项所述的氧化物烧结体，所述正四价的金属元素为Sn。方案8.如方案1～7的任一项所述的氧化物烧结体，相对密度为95％以上。方案9.如方案1～8的任一项所述的氧化物烧结体，体电阻为30mΩ·cm以下。方案10.一种溅射靶，含有如方案1～9的任一项所述的氧化物烧结体。方案11.一种氧化物半导体薄膜的制造方法，使用如方案10所述的溅射靶。方案12.一种薄膜晶体管的制造方法，所述薄膜晶体管包含如方案11所述的氧化物半导体薄膜。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种新型的氧化物烧结体及溅射靶。附图说明图1是实施例1的氧化物烧结体的X射线衍射图谱。图2是实施例12的氧化物烧结体的X射线衍射图谱。图3是示出本专利技术的TFT的一实施方式的图。图4是示出本专利技术的TFT的一实施方式的图。具体实施方式本专利技术的氧化物烧结体含有以In2O3表示的方铁锰矿相、以及以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相。由此，能够实现烧结体密度(相对密度)的提高以及体积电阻率(体电阻)的降低。此外，能够减小线性膨胀系数，增大热传导率。此外，即便在使用气氛烧制炉在氧气气氛下这样的特殊条件下或者在大气下等进行烧制这样的、使用简便的方法进行烧制的情况下，也可以制成体积电阻率低且烧结体密度高的烧结体。利用本专利技术的烧结体(氧化物烧结体)，能够得到强度高的溅射靶(靶)，且能够得到不因热应力而产生微裂纹、不会引起碎裂或异常放电、能够在大功率下进行溅射的溅射靶。本专利技术的烧结体的靶的强度高。此外，由于热传导率高、线性膨胀系数小，所以能够抑制热应力，其结果是，能够抑制靶的微裂纹或碎裂的产生，并抑制结块或异常放电的产生。此外，通过本专利技术的烧结体，能够得到高性能的TFT，该TFT的迁移较高，且因TFT制造工艺过程中在氧化物半导体层的层叠后进行的化学气相沉积工艺(CVD工艺)或制作TFT后的加热处理等中的热导致的特性的劣化较少。以In2O3表示的方铁锰矿相以及以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相可以通过例如X射线衍射(XRD)法，根据XRD图谱进行检测。本专利技术的烧结体优选为以In2O3表示的方铁锰矿相作为主要成分。以In2O3表示的方铁锰矿相的最大峰强度相对于以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相的最大峰强度的峰强度比(In2O3/Y3In2Ga3O12)优选为1～500，更优选为5～300，进一步优选为7～290。通过使峰强度比在上述范围内，能够进行稳定的溅射。以In2O3表示的方铁锰矿相的最大峰强度相对于以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相的最大峰强度的峰强度比(In2O3/Y3In2Ga3O12)例如能够根据XRD测量进行计算。具体而言，能够通过如下的方式求出：使用出现以In2O3表示的方铁锰矿相的最大峰的峰强度(2θ/θ＝30～31°附近，例如29.5～31°)与出现以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相的最大峰的峰强度(2θ/θ＝32°附近，例如31.1～32.5°)，将出现以In2O3表示的方铁锰矿相的最大峰的峰强度除以出现以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相的最大峰的峰强度。也可以在以In2O3表示的方铁锰矿相中固溶有Y、Ga或者Y以及Ga。优选在以In2O3表示的方铁锰矿相中固溶有Y以及Ga。固溶优选为取代型固溶。由此，能够进行稳定的溅射。Y、Ga或Y以及Ga的固溶例如能够使用XRD测量，根据方铁锰矿相的晶格常数进行鉴定。以In2O3表示的方铁锰矿相的晶格常数，例如要小于仅以In2O3表示的方铁锰矿相的晶格常数，则Ga的固溶起主要作用，如果大于仅以In2O3表示的方铁锰矿相的晶格常数，则Y的固溶起主要作用。在此，“晶格常数”被定义为单元晶格的晶格轴的长度，例如能够通过X射线衍射法求出。另外，在构成以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相的各位点上，可以固溶Y、In、Ga或者Y、In以及Ga。这些金属的元素固溶能够通过氧化物烧结体中所含的石榴石相从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化物烧结体，其特征在于，含有以In2O3表示的方铁锰矿相以及以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.17 JP 2016-1210631.一种氧化物烧结体，其特征在于，含有以In2O3表示的方铁锰矿相以及以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相。2.如权利要求1所述的氧化物烧结体，其特征在于，In、Ga以及Y的原子比在以下范围内，In/(In+Y+Ga)为0.60以上0.97以下，Ga/(In+Y+Ga)为0.01以上0.20以下，Y/(In+Y+Ga)为0.02以上0.20以下。3.如权利要求1或者权利要求2所述的氧化物烧结体，其特征在于，所述以In2O3表示的方铁锰矿相的最大峰强度相对于所述以Y3In2Ga3O12表示的石榴石相的最大峰强度的峰强度比为1～500。4.如权利要求1～3的任一项所述的氧化物烧结体，其特征在于，还含有正四价的金属元素。5.如权利要求4所述的氧化物烧结体，其特征在于，所述正...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上一吉，笘井重和，柴田雅敏，竹岛基浩，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP