[发明专利]In－Ga－Zn系氧化物溅射靶及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化物半导体、透明导电膜等氧化物薄膜制作用的溅射靶（靶）。

背景技术

包含氧化铟、氧化锌和氧化镓的非晶质氧化物膜具有可见光透过性，并且具有从导电体或半导体到绝缘体的广泛的电特性，因此作为透明导电膜、半导体膜（例如用于薄膜晶体管（TFT）等）受到注目。

特别是野村、细野等发表以后（非专利文献1），In－Ga－Zn系氧化物半导体受到注目。

作为上述氧化物膜的成膜方法，研究了溅射、PLD（脉冲激光淀积）、蒸镀等物理性成膜、和溶胶凝胶法等化学性成膜。其中，从实用水平考虑，正在以利用溅射法的成膜为中心进行研究，这是因为其能够以较低的温度、大面积且均匀地进行成膜。通过溅射等物理性成膜形成氧化物薄膜时，为了均匀且稳定、高效（以高成膜速度）地进行成膜，一般而言，使用包含氧化物烧结体的靶。

对于溅射中使用的靶，期望导电性高、且异常放电、结节的产生少，但这样的In－Ga－Zn系靶的制造并不容易。其理由在于，根据靶的制造条件、成分的配比，靶的性质、状态发生变化、导电性发生变化，或者结节、异常放电的发生难易度发生变化。

已发现，为了得到异常放电、结节少的In－Ga－Zn系靶，将靶组成中的由ZnGa₂O₄表示的尖晶石相减少是极其有效的（专利文献1）。在该专利文献1中，将In₂O₃的原料粉末的比表面积调节为10m²/g以下，并且进行粉碎直至原料粉末的比表面积差在粉碎工序前后达到2.0m²/g以上，由此来实现尖晶石相的减少。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2009/151003号小册子

非专利文献

非专利文献1：K.Nomura等、Nature432,488（2004）

发明内容

本发明的目的在于提供一种异常放电、结节的产生少的In－Ga－Zn系氧化物的溅射靶。

本发明人等进行了深入的研究，结果发现，含有具有新结晶结构的新型氧化物和具有同系结晶结构的InGaZnO₄的氧化物混合体，未确认到ZnGa₂O₄相的生成，异常放电、结节也少，其作为形成氧化物半导体用途的薄膜的溅射靶是良好的，并且完成了本发明。

根据本发明，提供以下的溅射靶等。

1.一种溅射靶，其含有下述氧化物A和InGaZnO₄，

氧化物A：在通过X射线衍射测定（Cukα射线）得到的谱图中，在下述A～K的区域中观测到衍射峰的氧化物。

A.2θ=7.0°～8.4°

B.2θ=30.6°～32.0°

C.2θ=33.8°～35.8°

D.2θ=53.5°～56.5°

E.2θ=56.5°～59.5°

F.2θ=14.8°～16.2°

G.2θ=22.3°～24.3°

H.2θ=32.2°～34.2°

I.2θ=43.1°～46.1°

J.2θ=46.2°～49.2°

K.2θ=62.7°～66.7°

2.根据1所述的溅射靶，其中，利用由ZnGa₂O₄表示的尖晶石结构的X射线衍射测定（Cukα射线）得到的峰为最大峰的3%以下。

3.根据1或2所述的溅射靶，其中，铟元素（In）、镓元素（Ga）和锌元素（Zn）的原子比满足下述式（1）和（2）。

0.25≤Zn/（In+Ga+Zn）≤0.55 （1）

0.15≤Ga/（In+Ga+Zn）＜0.33 （2）

4.根据3所述的溅射靶，其中，铟元素（In）和锌元素（Zn）的原子比满足下述式（3）：

0.51≤In/（In+Zn）≤0.68 （3）。

5.根据3所述的溅射靶，其中，铟元素（In）和镓元素（Ga）的原子比满足下述式（4）：

In/（In+Ga）≤0.58 （4）。

6.根据1～5中任一项所述的溅射靶，其通过将铟化合物与镓化合物的原料粉混合并在500℃以上且1200℃以下烧成后，混合锌化合物的原料粉并在1100℃以上且1600℃以下烧成来制造。