[发明专利]氧化物烧结材料、制造氧化物烧结材料的方法、溅射靶和制造半导体器件的方法

说明书

本发明提供一种氧化物烧结材料、制造所述氧化物烧结材料的方法以及制造包含使用所述氧化物烧结材料形成的氧化物半导体膜14的半导体器件10的方法，所述氧化物烧结材料含有In、W和Zn并且包含：第一晶相，所述第一晶相包含方铁锰矿型晶相；和第二晶相，所述第二晶相在X射线衍射中在2θ大于34.74°且小于34.97°的位置处具有第一衍射峰，其中所述氧化物烧结材料具有大于6.4g/cm³且小于等于7.5g/cm³的表观密度，相对于In、W和Zn的总量的W的含量为大于0.01原子％且小于等于5.0原子％，Zn的含量为大于等于1.2原子％且小于50原子％，并且Zn对W的原子比为大于1.0且小于20000。

技术领域

本发明涉及：氧化物烧结材料，所述氧化物烧结材料能够适合用作使用溅射法形成氧化物半导体膜的溅射靶；制造氧化物烧结材料的方法；溅射靶，所述溅射靶包含所述氧化物烧结材料；和制造半导体器件的方法，所述半导体器件包含通过溅射法使用所述溅射靶形成的氧化物半导体膜。本申请要求基于2017年2月20日提交的日本专利申请2017-028972号的优先权，通过参考将其全部内容并入本文中。

背景技术

传统上，无定形硅(a-Si)膜主要用于液晶显示装置、薄膜EL(电致发光)显示装置、有机EL显示装置等中作为作为半导体器件的TFT(薄膜晶体管)的沟道层的半导体膜。

近年来，作为替代a-Si的材料，含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的复合氧化物即In-Ga-Zn基复合氧化物(也称为“IGZO”)已经引起了关注。能够预期这样的IGZO基氧化物半导体具有比a-Si中更高的载流子迁移率。

例如，日本特开2008-199005号公报(专利文献1)公开了，使用氧化物烧结材料作为靶通过溅射法而形成主要由IGZO构成的氧化物半导体膜。

日本特开2008-192721号公报(专利文献2)公开了一种含有In和钨(W)的氧化物烧结材料，所述氧化物烧结材料作为适用于通过溅射法等形成氧化物半导体膜的材料。

此外，日本特开平09-071860号公报(专利文献3)公开了一种含有In和Zn的氧化物烧结材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-199005号公报

专利文献2：日本特开2008-192721号公报

专利文献3：日本特开平09-071860号公报

专利文献4：日本特开2008-163441号公报

发明内容

根据本发明一个实施方案的氧化物烧结材料为一种含有铟、钨和锌的氧化物烧结材料，所述氧化物烧结材料包含：第一晶相，所述第一晶相为所述氧化物烧结材料的主要成分并包含方铁锰矿型晶相；和第二晶相，所述第二晶相在X射线衍射中在2θ大于34.74°且小于34.97°的位置处具有第一衍射峰，其中所述氧化物烧结材料具有大于6.4g/cm³且小于等于7.5g/cm³的表观密度，在所述氧化物烧结材料中相对于铟、钨和锌的总量的钨的含量为大于0.01原子％且小于等于5.0原子％，在所述氧化物烧结材料中相对于铟、钨和锌的总量的锌的含量为大于等于1.2原子％且小于50原子％，并且在所述氧化物烧结材料中锌对钨的原子比为大于1.0且小于20000。

根据本发明另一个实施方案的溅射靶包含前述实施方案的氧化物烧结材料。

根据本发明还另一个实施方案的制造半导体器件的方法为一种制造包含氧化物半导体膜的半导体器件的方法，所述方法包括如下步骤：准备前述实施方案的溅射靶；和使用所述溅射靶通过溅射法形成所述氧化物半导体膜。