溅射靶材及氧化物半导体的制造方法技术

技术编号：41597032 阅读：63 留言：0更新日期：2024-06-07 00:07

本发明专利技术的溅射靶材由包含铟(In)元素、锌(Zn)元素及钽(Ta)元素的氧化物制成，各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子，0.1≤(In+Ta)/(In+Zn+Ta)＜0.4(1)，0.6＜Zn/(In+Zn+Ta)≤0.9(2)，0.001≤Ta/(In+Zn+Ta)＜0.014(3)，所述溅射靶材的相对密度为95％以上，使用该溅射靶材制造上述相同组成的氧化物半导体。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种溅射靶材。另外，本专利技术涉及使用了该溅射靶材的氧化物半导体的制造方法。

技术介绍

1、在平板显示器(以下也称作“fpd”)中使用的薄膜晶体管(以下也称作“tft”)的
中，伴随着fpd的高功能化，以in-ga-zn复合氧化物(以下也称作“igzo”)为代表的氧化物半导体取代以往的无定形硅而受到关注，正在推进实用化。igzo具有显示出高场效应迁移率和低泄漏电流的优点。近年来，随着fpd的进一步高功能化的推进，提出了显示出比igzo所显示的场效应迁移率更高的场效应迁移率的材料。

2、例如，在专利文献1及2中，提出了由包含铟(in)元素及锌(zn)元素和任意的元素x的in-zn-x复合氧化物得到的tft用的氧化物半导体。根据上述的文献，该氧化物半导体通过使用了包含in-zn-x复合氧化物的靶材的溅射来形成。

3、另外，作为fpd的一种的柔性显示器能够展开大范围的应用，因而近年来受到关注。作为构成柔性显示器的重要构件之一，可以举出具有柔软性的基材，其中，塑料膜薄、轻量，并且柔软性优异，因此是适合的。但是，塑料膜在耐热性方面存在有问题。为了在基板上形成tft，在成膜后，为改善电特性而要求后退火处理时，在使用塑料膜之类的耐热性低的基板的情况下，需要在低温下进行后退火处理。但是，若对包含igzo的膜在低温下进行后退火处理，则该膜发生低电阻化，难以使之作为半导体发挥作用。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：us2013/270109a1

<p>7、专利文献2：us2014/102892a1

技术实现思路

1、专利文献1及2中记载的技术中，利用粉末烧结法来制造靶材。但是，利用粉末烧结法制造的靶材通常相对密度低，由于该原因，容易发生异常放电，而且在异常放电时容易在靶材产生裂纹。其结果是，有时会妨碍高性能tft的制造。

2、另外，为了在塑料膜之类的耐热性低的基板上形成tft，在成膜后，为了改善电特性而需要进行后退火处理。但是，若将例如包含igzo的膜在小于250℃的低温下进行后退火处理，则该膜发生低电阻化，变得难以使之作为半导体发挥作用。

3、因而，本专利技术的课题在于，提供能够消除前述的现有技术所具有的缺点的溅射靶材及氧化物半导体的制造方法。

4、本专利技术人们为了解决上述课题进行了深入研究。其结果是发现：在包含铟(in)元素及锌(zn)元素作为主要元素的氧化物中，通过在增大该锌(zn)的含量的同时含有微量的钽(ta)元素，并且提高相对密度，从而可以获得如下的氧化物半导体，其能够抑制上述的异常放电，与此同时即使利用在小于250℃的低温下进行的后退火处理，也能够作为半导体发挥作用。

5、即，本专利技术提供一种溅射靶材，其由包含铟(in)元素、锌(zn)元素及钽(ta)元素的氧化物制成，

6、各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子，

7、0.1≤(in+ta)/(in+zn+ta)＜0.4 (1)

8、0.6＜zn/(in+zn+ta)≤0.9 (2)

9、0.001≤ta/(in+zn+ta)＜0.014 (3)

10、上述溅射靶材的相对密度为95％以上。

11、另外，本专利技术提供一种氧化物半导体的制造方法，其是使用了上述的溅射靶材的氧化物半导体的制造方法，

12、上述氧化物半导体以如下所述的方式被制造：

13、上述氧化物半导体由包含铟(in)元素、锌(zn)元素及钽(ta)元素的氧化物制成，

14、各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子，

15、0.1≤(in+ta)/(in+zn+ta)＜0.4 (1)

16、0.6＜zn/(in+zn+ta)≤0.9 (2)

17、0.001≤ta/(in+zn+ta)＜0.014 (3)。

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【技术保护点】

1.一种溅射靶材，其由包含铟即In元素、锌即Zn元素及钽即Ta元素的氧化物制成，各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子，

2.根据权利要求1所述的溅射靶材，其抗折强度为100MPa以上。

3.根据权利要求1或2所述的溅射靶材，其体电阻率在25℃下为100mΩ·cm以下。

4.一种氧化物半导体的制造方法，其是使用了权利要求1或2所述的溅射靶材的氧化物半导体的制造方法，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种溅射靶材，其由包含铟即in元素、锌即zn元素及钽即ta元素的氧化物制成，各元素的原子比满足式(1)至(3)的全部式子，

2.根据权利要求1所述的溅射靶材，其抗折强度为100mpa以上。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺村享祐，白仁田亮，德地成纪，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：

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