[发明专利]溅射靶

说明书

技术领域

本发明涉及溅射靶、使用了该溅射靶的氧化物薄膜的制造方法、薄膜晶体管及显示装置。

背景技术

近年来，显示装置的发展惊人，液晶显示装置、EL显示装置等各种显示装置被积极地引入个人电脑、文字处理机等OA设备。这些显示装置均具有用透明导电膜夹入显示元件的夹层结构。

作为驱动显示装置的开关元件，目前，硅系的半导体膜占据主流。其原因在于不仅硅系薄膜的稳定性、加工性良好，而且开关速度等也良好。硅系薄膜通常利用化学蒸气析出法(CVD)法来制造。

但是，非晶质的硅系薄膜的开关速度比较慢，具有在显示高速的动画等的情况下无法显示图像的难点。另一方面，虽然结晶质的硅系薄膜的开关速度比较快，但结晶化需要800℃以上的高温、或利用激光来加热等，制造中需要大量能量及工序。

另外，硅系薄膜作为电压元件也优良，但却存在特性根据电流而发生经时变化的问题。

为了解决这样的问题，而对使用由氧化铟、氧化锌及氧化镓构成的氧化物半导体膜的薄膜晶体管进行了研究。

通常，氧化物半导体薄膜通过溅射来制造，其中，所述溅射使用了由氧化物烧结体构成的靶(溅射靶)。

作为溅射靶，已知由下述化合物构成的靶，所述化合物显示出例如In₂Ga₂ZnO₇或InGaZnO₄所表示的同源结晶结构(专利文献1～3)。该靶为了提高烧结密度(相对密度)而需要在氧化气氛下进行烧结，由此，靶的电阻下降，因此，在烧结后需要在高温下进行还原处理。

另外，如果长期使用靶，则存在所得到的膜的特性和成膜速度大幅发生变化、引起由InGaZnO₄或In₂Ga₂ZnO₇的异常生长产生的异常放电、在成膜时颗粒大量产生等问题。如果频繁引起异常放电，则等离子体放电状态变得不稳定，无法进行稳定的成膜，有时对膜特性产生不良影响。

专利文献4中，作为包含氧化镁的溅射靶，公开了含有氧化铟、氧化锌、氧化镁的靶及透明导电膜。

但是，没有对含有氧化铟、氧化镓、氧化镁的半导体薄膜制作用的溅射靶进行研究，结节(nodule)与生成化合物的关系也不明确。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-245220号公报

专利文献2：日本特开2007-73312号公报

专利文献3：国际公开第2009/084537号小册子

专利文献4：日本特开2005-307269号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种溅射靶，其抑制使用溅射法使氧化物半导体膜成膜时产生的异常放电，能够稳定并且重现性良好地得到氧化物半导体膜。

根据本发明，提供以下的溅射靶等。

1.一种溅射靶，其包含烧结体，

所述烧结体包含In、Ga及Mg，

并且包含选自In₂O₃所表示的化合物、In(GaMg)O₄所表示的化合物、Ga₂MgO₄所表示的化合物、及In₂MgO₄所表示的化合物中的1种以上的化合物，

其中，原子比In/(In＋Ga＋Mg)为0.5以上且0.9999以下、并且原子比(Ga＋Mg)/(In＋Ga＋Mg)为0.0001以上且0.5以下。

2.根据1所述的溅射靶，其中，所述原子比满足：

In/(In＋Ga＋Mg)大于0.7且0.9999以下、并且

(Ga＋Mg)/(In＋Ga＋Mg)为0.0001以上且小于0.3。

3.根据1或2所述的溅射靶，其中，所述烧结体的相对密度为90%以上。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的溅射靶，其中，所述烧结体还包含正4价的金属氧化物M。

5.根据4所述的溅射靶，其中，所述金属氧化物M为选自SnO₂、TiO₂、SiO₂、ZrO₂、GeO₂、HfO₂及CeO₂中的1种以上的氧化物。

6.根据5所述的溅射靶，其满足以下的原子比：

[M]/[全金属]＝0.0001～0.20