半导体化合物、具有半导体化合物的层的半导体元件、层叠体、及靶制造技术

一种氧化物系的半导体化合物，其为包含金属阳离子及氧的氧化物系的半导体化合物，与前述金属阳离子键合的氢负离子H

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体化合物、具有半导体化合物的层的半导体元件、层叠体、及靶
本专利技术涉及半导体化合物、具有这样的半导体化合物的层的半导体元件及层叠体、及由这样的半导体化合物构成的成膜用的靶。
技术介绍
一直以来，作为例如薄膜晶体管(TFT)等半导体元件中的半导体材料，广泛使用硅。最近，在包含金属阳离子的氧化物半导体之中，发现存在光学带隙比较宽、迁移率比较大的化合物，并正在尝试将这样的氧化物半导体应用于半导体元件。其中，ZnO及In-Ga-Zn-O等氧化物半导体是透明的，并且具有与非晶硅、低温多晶硅相当的特性，对下一代的TFT的应用备受注目(例如专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5589030号说明书专利文献2：日本特开2007-115902号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如前所述，氧化物半导体化合物作为代替硅的材料，对半导体元件的应用备受期待。其中，已知In-Ga-Zn-O系氧化物等氧化物半导体化合物在光照射环境下，特性会发生变动。像这样的特性变动的问题，在将氧化物半导体化合物应用于各种半导体元件时会成为问题。例如，将以往的氧化物半导体化合物作为液晶面板的驱动元件使用时，源自背光灯的可视光、和/或包含紫外线的外部光可能会照射到氧化物半导体化合物。另外，将以往的氧化物半导体化合物作为OLED(有机发光二极管)面板的驱动元件使用时，通过发光产生的光会照射到氧化物半导体化合物。像这样的光照射环境下，例如，可能发生氧化物半导体化合物的漏电流的增大。另外，由此可能发生液晶面板及OLED面板的对比度的下降等不良情况。因此，为了处理像这样的问题，以往的氧化物半导体化合物以被遮光层遮光的方式应用于半导体元件内(例如，专利文献2)。若可以抑制光照射环境下的氧化物半导体化合物的这样的特性变动，则变得无需设置遮光层，其结果，可预想到半导体元件的结构自由度会有飞跃性的提高。本专利技术是鉴于这样的背景而做出的，本专利技术的目的在于提供一种半导体化合物，其可以显著地抑制如前所述的光照射环境下的特性变动。另外，本专利技术的目的在于提供：具有这样的半导体化合物的层的半导体元件及层叠体。进一步，本专利技术的目的在于提供：由这样的半导体化合物构成的成膜用的靶。用于解决问题的方案本专利技术提供一种氧化物系的半导体化合物，其为包含金属阳离子及氧的氧化物系的半导体化合物，其中，与前述金属阳离子键合的氢负离子H-被氟离子F-置换，所述半导体化合物具有1个～3个与金属阳离子键合的氟离子F-。另外，本专利技术提供一种氧化物系的半导体化合物，其为半导体化合物，其包含镓、锌、及氧，且包含锡、铝、钛及铟中的至少一者，还包含氟。另外，本专利技术提供一种半导体元件，其为包含半导体化合物的层的半导体元件，其中，前述半导体元件为TFT(薄膜晶体管)、太阳能电池、或OLED(有机发光二极管)中的任意者，前述层由具有前述的特征的半导体化合物构成。另外，本专利技术提供一种层叠体，其具有基板、和设置在该基板上部的半导体化合物的层，前述层由具有前述的特征的半导体化合物构成。进而，本专利技术提供一种靶，其为成膜用的靶，由具有前述的特征的半导体化合物构成。另外，本专利技术提供一种半导体化合物，其包含镓、锌、及氧，且包含锡、铝、钛及铟中的至少一者，相对于全部阳离子原子，镓原子的原子比为10％～40％的范围。专利技术的效果本专利技术可以提供在光照射环境下能够显著地抑制特性变动的半导体化合物。另外，本专利技术可以提供具有这样的半导体化合物的层的半导体元件及层叠体。进而，本专利技术可以提供由这样的半导体化合物构成的成膜用的靶。附图说明图1为示意性地示出基于本专利技术的一个实施方式的薄膜晶体管的截面的图。图2为示意性地示出基于本专利技术的一个实施方式的另一薄膜晶体管的截面的图。图3为示意性地示出制造基于本专利技术的一个实施方式的薄膜晶体管时的一个工序的图。图4为示意性地示出制造基于本专利技术的一个实施方式的薄膜晶体管时的一个工序的图。图5为示意性地示出制造基于本专利技术的一个实施方式的薄膜晶体管时的一个工序的图。图6为示意性地示出制造基于本专利技术的一个实施方式的薄膜晶体管时的一个工序的图。图7为示意性地示出制造基于本专利技术的一个实施方式的薄膜晶体管时的一个工序的图。图8为示意性地示出制造基于本专利技术的一个实施方式的薄膜晶体管时的一个工序的图。图9为示意性地示出基于本专利技术的一个实施方式的太阳能电池的截面的图。图10为示意性地示出基于本专利技术的一个实施方式的有机发光二极管的截面的图。图11为示出第1玻璃基板样品中得到的X射线衍射测定结果的图。图12为大致示出第1TFT样品的结构的截面图。图13为示出第1TFT样品中得到的、在白色LED光源照射下的特性评价结果的图。图14为示出以往的结构的TFT样品中得到的、在白色LED光源照射下的特性评价结果的图。图15为将各TFT样品中得到的阈值电压差ΔVth以半导体层所包含的Ga的量(原子％)的函数的形式示出的图表。图16为示出例7中制作的两种膜的氢负离子H-浓度评价(FTIR)的结果的图表。图17为示出例7中制作的两种膜中的OH浓度评价(FTIR)的结果的图表。图18为汇总示出例7中制作的两种膜的光吸收特性的图表。图19为示出第7TFT样品中得到的、在白色LED光源照射下的特性评价结果的图。图20为示出比较例的TFT样品中得到的、在白色LED光源照射下的特性评价结果的图。图21为示出例8中制作的两种膜的FTIR的结果的图表。图22为示出第8-1TFT样品中得到的、在白色LED光源照射下的特性评价结果的图。图23为示出第8-2TFT样品中得到的、在白色LED光源照射下的特性评价结果的图。图24为汇总示出例9中制作的各膜的光吸收谱的图表。图25为示出第9-1TFT样品中得到的、在白色LED光源照射下的特性评价结果的图。具体实施方式以下对本专利技术的一个实施方式进行说明。(基于本专利技术的一个实施方式的半导体化合物)本专利技术的一个实施方式提供一种氧化物系的半导体化合物，其为包含金属阳离子及氧的氧化物系的半导体化合物，其中，与前述金属阳离子键合的氢负离子H-被氟离子F-置换，所述半导体化合物具有1个～3个与金属阳离子键合的氟离子F-。另外，本专利技术的一个实施方式提供一种氧化物系的半导体化合物，其为半导体化合物，其包含镓、锌、及氧，且包含锡、铝、钛及铟中的至少一者，还包含氟。将这样的半导体化合物例如应用于TFT之类的半导体元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化物系的半导体化合物，其为包含金属阳离子及氧的氧化物系的半导体化合物，/n其中，与所述金属阳离子键合的氢负离子H

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171128 JP 2017-2280221.一种氧化物系的半导体化合物，其为包含金属阳离子及氧的氧化物系的半导体化合物，
其中，与所述金属阳离子键合的氢负离子H-被氟离子F-置换，
所述半导体化合物具有1个～3个与金属阳离子键合的氟离子F-。


2.根据权利要求1所述的氧化物系的半导体化合物，其中，氟离子F-的浓度为1×1017cm-3以上，
氢负离子H-的浓度为5×1019cm-3以下。


3.根据权利要求1或2所述的半导体化合物，其中，将CF作为氟浓度(cm-3)、将CO作为氧浓度(cm-3)时，
CF/(CO+CF)值为1％～10％的范围。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体化合物，其中，OH浓度为1×1021cm-3以下。


5.一种半导体化合物，其包含镓、锌、及氧，
且包含锡、铝、钛及铟中的至少一者，
所述半导体化合物还包含氟。


6.根据权利要求5所述的半导体化合物，其中，氟的含量为0.001mol％～2mol％的范围。


7.根据权利要求5或6所述的半导体化合物，其中，相对于全部阳离子原子，镓原子的原子比为10％～40％的范围。


8.根据权利要求5～7中任一项所述的半导体化合物，其包含锡。


9.根据权利要求8所述的半导体化合物，其中，相对于全部阳离子原子，锡原子的原子比为10％～35％的范围。


10.根据权利要求5～7中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：细野秀雄，金正焕，方俊皓，云见日出也，渡边晓，大越雄斗，宫川直通，石桥奈央，增茂邦雄，中村伸宏，
申请(专利权)人：AGC株式会社，国立大学法人东京工业大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP