[发明专利]In2O3－SnO2－ZnO系溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及氧化物半导体或透明导电膜等氧化物薄膜制作用的溅射靶，特别涉及适于薄膜晶体管用的氧化物薄膜的形成的溅射靶。

背景技术

场效应型晶体管被作为半导体存储器集成电路的单位电子元件、高频信号放大元件、液晶驱动用元件等广泛地使用，是现在最多地被实用化的电子器件。其中，随着近年来的显示装置的发展，不仅是在液晶显示装置（LCD）中，而且在电致发光显示装置（EL）、场发射显示器（FED）等各种显示装置中，作为对显示元件施加驱动电压而驱动显示装置的开关元件，多使用薄膜晶体管（TFT）。

在TFT驱动元件中，现在，硅系半导体薄膜得到最广泛的使用。另一方面，由于与硅系半导体薄膜相比稳定性优异，因此由金属氧化物构成的透明半导体薄膜受到关注。

作为利用了金属氧化物的半导体膜的1种，有含有以氧化锌为主成分的结晶物质的氧化物半导体膜，进行过很多的研究。但是，在利用工业上普遍实行的溅射法进行成膜的情况下，含有以氧化锌为主成分的结晶物质的氧化物半导体膜容易形成氧缺陷，产生很多载流子电子，从而有难以减小电导率的问题。另外，在借助溅射法成膜时，会产生异常放电，损害成膜的稳定性，因而会有所得的膜的均匀性及重现性降低的问题。

另外，特别是含有以氧化锌为主成分的结晶物质的氧化物半导体膜，其场效应迁移率（以下有时也简称为“迁移率”）低至1cm²/V·sec左右，on－off比小，而且容易产生漏电流。由此，在将含有以氧化锌为主成分的结晶物质的氧化物半导体膜作为TFT的活性层（沟道层）使用时，即使在未施加栅电压时，也会在源极端子与漏极端子间流过大的电流，从而会有无法实现TFT的常关操作的问题。另外，也难以增大晶体管的on/off比。

像这样，对于使用含有氧化锌的氧化物半导体膜而得到的TFT而言，出现了迁移率低、on/off比低、漏电流大、夹止（pinch-off）不明确、容易变成常开等TFT的性能变低的可能性。另外，由于耐化学品性变差，因此存在难以进行湿法刻蚀等制造工艺、使用环境的限制。

但是，就含有以氧化锌为主成分的结晶物质的氧化物半导体膜而言，为了提高迁移率等性能，需要在高的压力下成膜。由此，成膜速度慢。另外，由于需要700℃以上的高温处理，因此在工业化方面也有问题。

另外，在使用了含有以氧化锌为主成分的结晶物质的氧化物半导体膜的TFT的情况下，底栅结构中的迁移率等TFT性能低。为了提高性能，需要以顶栅结构使膜厚为100nm以上等。所以，在TFT的元件构成方面也有限制。

为了解决此种问题，研究过使由氧化铟、氧化镓及氧化锌构成的非晶质氧化物半导体膜作为薄膜晶体管来驱动的方法。另外，还进行过利用工业上批量产率优异的溅射法来形成由氧化铟、氧化镓及氧化锌构成的非晶质氧化物半导体膜的研究。但是，镓是稀有金属，因而原料成本高，如果减少镓的添加量，则会有不提高成膜时的氧分压就无法实现TFT的常关操作的问题。

另一方面，也提出过使用了不含有镓而包含氧化铟及氧化锌的非晶质氧化物半导体膜的薄膜晶体管（专利文献1、非专利文献1）。但是，与上述相同，存在不提高成膜时的氧分压就无法实现TFT的常关操作的问题。

另外，研究过在以氧化锡为主成分的In₂O₃－SnO₂－ZnO系氧化物中含有Ta或Y、Si之类的添加元素的光信息记录介质的保护层用的溅射靶（专利文献2、3）。但是，并非氧化物半导体用途，另外，容易形成绝缘性物质的凝聚体，存在电阻值变高、易于引起异常放电的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1  日本专利第4620046号公报

专利文献2  国际公开第2005/078152号小册子

专利文献3  国际公开第2005/078153号小册子

非专利文献

非专利文献1Kachirayil J.Saji et al.，JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY，155（6），H390－395（2008）

发明内容

本发明的目的在于，提供一种溅射靶，其不用提高使用溅射法将氧化物半导体或透明导电膜等氧化物薄膜成膜时的氧分压，实现良好的TFT特性。

根据本发明，可以提供以下的溅射靶等。