[发明专利]氧化物半导体薄膜、氧化物半导体薄膜的制造方法以及使用其的薄膜晶体管

权利要求书

1.一种非晶质的氧化物半导体薄膜，其中，

以氧化物的形式含有铟及镓，

并且，还含有氢，

以Ga/(In+Ga)原子数比计的所述镓的含量是0.15以上且0.55以下，

通过二次离子质谱分析法测定的所述氢的含量是1.0×10²⁰原子/cm³以上且1.0×10²²原子/cm³以下。

2.一种微结晶的氧化物半导体薄膜，其中，

以氧化物的形式含有铟及镓，

并且，还含有氢，

以Ga/(In+Ga)原子数比计的所述镓的含量是0.15以上且0.55以下，

通过二次离子质谱分析法测定的所述氢的含量是1.0×10²⁰原子/cm³以上且1.0×10²²原子/cm³以下。

3.根据权利要求1或2所述的氧化物半导体薄膜，其中，基板附近的平均氢浓度相对于膜表面附近的平均氢浓度之比是0.50～1.20。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化物半导体薄膜，其中，通过飞行时间型二次离子质谱分析法确认到OH^-。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的氧化物半导体薄膜，其中，以Ga/(In+Ga)原子数比计的所述镓的含量是0.20以上且0.35以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的氧化物半导体薄膜，其中，载流子浓度是2.0×10¹⁸cm^-3以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的氧化物半导体薄膜，其中，载流子迁移率是10cm²V^-1sec^-1以上。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的氧化物半导体薄膜，其中，载流子浓度是1.0×10¹⁸cm^-3以下且载流子迁移率是20cm²V^-1sec^-1以上。

9.一种薄膜晶体管，其中，作为沟道层具备权利要求1～8中任一项所述的氧化物半导体薄膜。

10.一种非晶质的氧化物半导体薄膜的制造方法，其中，

其是包括成膜工序以及热处理工序的氧化物半导体薄膜的制造方法，该成膜工序在体系内的水分压为2.0×10^-3Pa以上且5.0×10^-1Pa以下的环境中，使用由以氧化物的形式含有铟及镓的氧化物烧结体构成的靶，通过溅射法在基板的表面进行氧化物薄膜的成膜，该热处理工序对在所述基板的表面形成的氧化物薄膜进行热处理，

所述热处理工序后的所述氧化物半导体薄膜以氧化物的形式含有铟及镓，并且还含有氢。

11.一种微结晶的氧化物半导体薄膜的制造方法，其中，

其是包括成膜工序以及热处理工序的氧化物半导体薄膜的制造方法，该成膜工序在体系内的水分压为2.0×10^-3Pa以上且5.0×10^-1Pa以下的环境中，使用由以氧化物的形式含有铟及镓的氧化物烧结体构成的靶，通过溅射法在基板的表面进行氧化物薄膜的成膜，该热处理工序对在所述基板的表面形成的氧化物薄膜进行热处理，

所述热处理工序后的所述氧化物半导体薄膜以氧化物的形式含有铟及镓，并且还含有氢。

12.根据权利要求10或11所述的氧化物半导体薄膜的制造方法，其中，所述热处理工序中的体系内的环境是含有氧的环境。