[发明专利]氧化物烧结体及溅射靶材

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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(ワ—プロ)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℃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InGaO₃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Ga的In₂O₃构成的透明导电膜。该透明导电膜通过在In₂O₃靶材上放置金属Ga、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，In)₂O₃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Ga/(In+Ga)为0.65以上且不到1.0，含有(Ga，In)₂O₃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—氧化镓烧结体的记载。专利文献7具有涉及使用了具有Ga/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—氧化镓烧结体的记载。

但是，在专利文献6～9的Ga含有区域内，无法获得由结晶质的氧化铟—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InGaO₃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。

本发明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，本发明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7-182924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2007-224386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

发明内容

本发明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。

2.根据所述1所述的氧化物烧结体，其中，所述Ga/(Ga+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Ga/(Ga+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以上且不到

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6.5～7.1g/cm³。