氧化物烧结体及溅射靶材制造技术

本发明专利技术提供一种氧化物烧结体，其特征在于，镓固溶于氧化铟；原子比Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）为０．００１～０．１２；铟和镓相对于总金属原子的含有率为８０原子％以上；具有Ｉｎ２Ｏ３的方铁锰矿结构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固溶有镓的氧化铟氧化物烧结体、由其构成的溅射靶材、使用该靶材制作的薄膜及含有该薄膜的薄膜晶体管。
技术介绍
近年来，显示装置的发展令人瞩目，液晶显示装置或EL显示装置等各种显示装置被活跃地引入到个人电脑或文书操作机(H 口 )等OA机器中。这些显示装置均具有用透明导电膜夹持显示元件的三明治结构。目前，驱动这些显示装置的开关元件中占主导地位的是硅系半导体膜。这除了由于硅系薄膜的稳定性、加工性良好之外，还由于切换速度也很快等。此硅系薄膜一般利用化学气相沉积(CVD)法制作。但是，硅系薄膜为非晶质时，具有切换速度较迟缓、显示高速动画等时无法显示图像的缺点。另外，为结晶质的硅系薄膜时，虽然切换速度较快，但结晶化需要800°C以上的高温或者需要利用激光的加热等，对于制造而言，需要大量的能量和工序。另外，硅系的薄膜虽然作为电压元件性能也很优异，但流过电流时，具有其特性随时间而变化的问题。因此，探讨了硅系薄膜以外的膜。作为相比较于硅系薄膜而言稳定性更为优异、同时具有与ITO膜同等透光率的透明半导体膜以及用于获得该透明半导体膜的靶材，提出了由氧化铟和氧化镓及氧化锌构成的透明半导体薄膜，由氧化锌和氧化镁构成的透明半导体薄膜(例如专利文献1)。专利文献2公开了一种含有LfeO3化合物的组合物，其为以氧化铟及氧化镓为主成分的组合物。该文献涉及透明导电膜。专利文献3记载了由含有1 10原子％的( 的In2O3构成的透明导电膜。该透明导电膜通过在h203靶材上放置金属( 、进行共溅射而制成。专利文献4具有涉及Ga/(In+Ga)为0. 35以上且不到1. 0，含有(Ga, IrO2O3相的透明导电膜用烧结体组合物的记载。专利文献5具有涉及(ia/an+Ga)为0. 65以上且不到 1.0，含有(Ga，IrO2O3相的透明导电膜用氧化物烧结体的记载。专利文献6具有涉及含有49. 1 65原子％的镓元素的氧化铟一氧化镓烧结体的记载。专利文献7具有涉及使用了具有fe/In比为0. 97 1. 86的组成的烧结体的溅射靶材的记载。专利文献8、专利文献9具有涉及分别含有35 45原子％、15 49原子％的 Ga的氧化铟一氧化镓烧结体的记载。但是，在专利文献6 9的( 含有区域内，无法获得由结晶质的氧化铟一氧化镓构成的氧化物半导体膜。另外，由于这些组成，有时会产生由LfeO3构成的绝缘性高的结晶相，有在溅射中会发生异常放电、发生结节的情况。本专利技术的目的在于提供能够用于薄膜晶体管的非硅系半导体薄膜及用于形成该非硅系半导体薄膜的溅射靶材。另外，本专利技术的目的在于提供使用了新型的非硅系半导体薄膜的薄膜晶体管。先进技术文献专利文献1日本特开2004-119525号公报专利文献2日本特开平7-18 号公报专利文献3日本特开平9-50711号公报专利文献4日本特开2007-277039号公报专利文献5日本特开2007-210823号公报专利文献6日本特开2007-2M386号公报专利文献7日本特开2007-113026号公报专利文献8日本特开2005-347215号公报专利文献9日本特开平09-259640号公报
技术实现思路
本专利技术提供以下的氧化物烧结体、溅射靶材、氧化物薄膜、薄膜晶体管及它们的制造方法。1. 一种氧化物烧结体，其特征在于，镓固溶于氧化铟、原子比fe/Oia+In)为 0. 001 0. 12，铟和镓相对于总金属原子的含有率为80原子％以上，具有In2O3的方铁锰矿结构。2.根据所述1所述的氧化物烧结体，其中，所述(ia/tea+In)为0. 001 0. 10。3.根据所述1所述的氧化物烧结体，其中，所述(ia/tea+In)为0. 005 0. 08。4.根据所述1 3中任一项所述的氧化物烧结体，其中，所述方铁锰矿结构的晶格常数为10. 05 A以上且不到10.118 A。5.根据所述1 4中任一项所述的氧化物烧结体，其中，密度为6. 5 7. lg/cm3。6.根据所述1 5中任一项所述的氧化物烧结体，其中，体电阻为IOmQcm以下。7.根据所述1 6中任一项所述的氧化物烧结体，其中，分散的( 的集合体的直径小于1 μ m08.根据所述1 7中任一项所述的氧化物烧结体，其中，正4价以上的金属离子的含量为100原子ppm以下。9.根据所述1 8中任一项所述的氧化物烧结体，其中，正2价以下的金属离子的含量为100原子ppm以下，且正4价的金属离子浓度<正2价的金属离子浓度。10.根据所述1 9中任一项所述的氧化物烧结体，其中，添加有选自氧化钇、氧化钪、氧化铝及氧化硼中的1种或2种以上的氧化物。11.根据所述10所述的氧化物烧结体，其中，添加有0. 01 5原子％的选自氧化钇、氧化钪、氧化铝及氧化硼中的1种或2种以上的氧化物。12.所述1 11中任一项所述氧化物烧结体的制造方法，其中，包括以下工序以镓与铟的原子比fei/an+Ga) = 0. 001 0. 12，对平均粒径小于2 μ m的铟化合物粉末和平均粒径小于2 μ m的镓化合物粉末进行混合的工序；对所述混合物进行成形的工序以及在 1200°C 1600°C对所述成形体烧成2 96小时的工序。13.根据所述12所述的氧化物烧结体的制造方法，其中，在氧气氛中或加压下进行烧成。14. 一种溅射靶材，其中，其由所述1 11中任一项所述氧化物烧结体构成。15. 一种氧化物薄膜，其中，使用所述14所述的溅射靶材进行成膜而成。16. 一种氧化物薄膜，其中，镓固溶于氧化铟，原子比为0.001 0. 12，铟和镓相对于总金属原子的含有率为80原子％以上，具有M2O3的方铁锰矿结构。17.根据所述16所述的氧化物薄膜，其中，所述原子比(ia/tea+In)为0. 001 0. 10。18.根据所述16所述的氧化物薄膜，其中，所述原子比(ia/tea+In)为0. 005 0. 08。19.根据所述16 18中任一项所述的氧化物薄膜，其中，所述方铁锰矿结构的晶格常数为10. 01 A以上且不到10. 118 A。20.根据所述16 19中任一项所述的氧化物薄膜，其中，分散的( 的集合体的直径小于1 μ m021.根据所述16 20中任一项所述的氧化物薄膜，其中，添加有选自氧化钇、氧化钪、氧化铝及氧化硼中的1种或2种以上的氧化物。22.根据所述21所述的氧化物薄膜，其中，添加有0. 01 5原子％的选自氧化钇、 氧化钪、氧化铝及氧化硼中的1种或2种以上的氧化物。23. 一种薄膜晶体管，其使用了所述15 22中任一项所述的氧化物薄膜。24.根据所述23所述的薄膜晶体管，其为沟道蚀刻型的薄膜晶体管。25.根据所述23所述的薄膜晶体管，其为蚀刻阻挡型的薄膜晶体管。26. 一种薄膜晶体管的制造方法，其中，包括以下工序使用所述14所述的溅射靶材形成氧化物薄膜的工序；以及在氧气氛中对所述氧化物薄膜实施热处理，进行结晶化的工序。27.根据所述沈所述的薄膜晶体管的制造方法，其中，在所述氧化物薄膜形成工序中，在氧的含量为10体积％以上的成膜气体中形成氧化物薄膜。28.根据所述沈或27所述的薄膜晶体管的制造方法，其中，在所述结晶化工序中， 在250 500°C对所述氧化物薄膜实施热处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种氧化物烧结体，其特征在于，镓固溶于氧化铟，原子比Ｇａ／（Ｇａ＋Ｉｎ）为０．００１～０．１２，铟和镓相对于总金属原子的含有率为８０原子％以上，具有Ｉｎ２Ｏ３的方铁锰矿结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇都野太，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP