[发明专利]氧化物烧结体和溅射靶、以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将用于液晶显示器、有机EL显示器等显示装置的薄膜晶体管(TFT、ThinFilmTransistor)的氧化物半导体薄膜利用溅射法成膜时所使用的氧化物烧结体、和溅射靶、以及其制造方法。

背景技术

TFT中使用的无定形(非晶质)氧化物半导体与通用的非晶硅(a-Si)相比具有高载流子迁移率，光学带隙大，能够在低温下成膜。因此，期待应用于要求大型、高分辨率、高速驱动的下一代显示器、耐热性低的树脂基板等。作为适合这些用途的氧化物半导体的组成，提出了含有In的非晶质氧化物半导体。例如，In-Ga-Zn系氧化物半导体、In-Ga-Zn-Sn系氧化物半导体、In-Ga-Sn系氧化物半导体等受到关注。

在形成上述氧化物半导体薄膜时，适宜地采用对与该薄膜相同材料的溅射靶(以下，有时称为“靶材”)进行溅射的溅射法。溅射靶在将氧化物烧结体结合于背板的状态下使用，但在将氧化物烧结体结合于背板的工序中，有时氧化物烧结体发生破损。

例如在专利文献1中，作为适于制作半导体元件时的图案化工序的氧化物半导体膜、以及能够将上述半导体膜成膜的氧化物烧结体，公开了以0.10≤In/(In+Ga+Sn)≤0.60、0.10≤Ga/(In+Ga+Sn)≤0.55、0.0001＜Sn/(In+Ga+Sn)≤0.60的原子比包含铟元素(In)、镓元素(Ga)和锡元素(Sn)的氧化物烧结体。

在专利文献2中，公开了作为降低溅射时的异常放电的技术，包含铟元素(In)、镓元素(Ga)、锌元素(Zn)和锡元素(Sn)，包含以Ga₂In₆Sn₂O₁₆或(Ga、In)₂O₃表示的化合物的氧化物烧结体。

另外，在专利文献3中，作为溅射率的增大、防止突起物(nodule)的发生、防止破损等溅射操作性优异、且在低温基板中特别是在能够形成低电阻的透明导电膜的溅射靶和靶材料中使用的ITO烧结体，公开了烧结密度为90％以上且100％以下、烧结粒径为1μm以上且20μm以下的高密度ITO烧结体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-174134号公报

专利文献2：日本特开2008-280216号公报

专利文献3：日本特开平05-311428号公报

发明内容

发明要解决的问题

伴随近年来的显示装置的高性能化，要求氧化物半导体薄膜的特性的提高、特性的稳定化，而且需要进一步提高显示装置的生产效率。另外，若考虑生产率、制造成本等，则对于显示装置用的氧化物半导体薄膜的制造中使用的溅射靶及作为其原材的氧化物烧结体，当然要求抑制溅射工序中的溅射靶的破损，还进一步要求抑制结合工序中的氧化物烧结体的破损。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于，提供能够抑制在结合工序中发生破损的氧化物烧结体、和使用该氧化物烧结体的溅射靶、以及其制造方法，所述氧化物烧结体、和溅射靶在显示装置用氧化物半导体薄膜的制造中优选使用。

用于解决问题的手段

能够解决上述课题的本发明的氧化物烧结体的主旨在于，是将氧化铟、氧化镓和氧化锡烧结而得到的氧化物烧结体，上述氧化物烧结体的相对密度为90％以上、上述氧化物烧结体的平均晶粒直径为10μm以下，将铟、镓、锡的含量相对于上述氧化物烧结体中所含除氧以外的全部金属元素的比例(原子％)分别设为[In]、[Ga]、[Sn]时，满足下述式(1)～(3)，并且对上述氧化物烧结体进行X射线衍射时，InGaO₃相满足下述式(4)。

30原子％≤[In]≤50原子％···(1)

20原子％≤[Ga]≤30原子％···(2)

25原子％≤[Sn]≤45原子％···(3)

[InGaO₃]≥0.05···(4)

其中，[InGaO₃]＝(I(InGaO₃)/(I(InGaO₃)+I(In₂O₃)+I(SnO₂))