[发明专利]氧化物烧结体、溅射靶和氧化物薄膜的制造方法

说明书

实施方式的一个方案的氧化物烧结体是以满足以下的式(1)～(3)的比率含有铟、镓和锌的氧化物烧结体，其由单相的晶体相构成，晶体相的平均粒径为15.0μm以下。0.01≤In/(In+Ga+Zn)＜0.20(1)0.10≤Ga/(In+Ga+Zn)≤0.49(2)0.50≤Zn/(In+Ga+Zn)≤0.89(3)。

技术领域

本申请的实施方式涉及氧化物烧结体、溅射靶和氧化物薄膜的制造方法。

背景技术

使用了溅射靶的薄膜形成方法即溅射法作为大面积、高精度地形成薄膜的制法是极其有效的，对于液晶显示装置等显示设备而言，溅射法已被广泛地运用。在近年来的薄膜晶体管(以下也称为“TFT”)等的半导体层的技术领域中，替代非晶硅，以In-Ga-Zn复合氧化物(以下也称为“IGZO”)为代表的氧化物半导体受到关注，对于IGZO薄膜的形成，也运用了溅射法(例如参照专利文献1)。

对于该溅射法，由于发生异常放电等，有时产生下述问题：所形成的薄膜发生品质异常、溅射中的溅射靶发生开裂等。作为避免这些问题的方法之一，有使溅射靶高密度化的方法。

另外，即使是高密度的靶，有时也发生异常放电。例如，如果构成靶的晶体相为复相(多相)，在不同的晶体相之间存在电阻差，则有发生异常放电的风险。

在TFT的半导体层使用IGZO薄膜的情况下，根据In、Ga、Zn的比率的不同，其半导体特性大幅地变化，已在研究各种比率。例如，在专利文献2中，研究了各金属元素的比率为In＜Ga＜Zn这样的比率。能够适当调节IGZO溅射靶的In、Ga、Zn的比率以获得规定的半导体特性。例如，作为IGZO溅射靶，研究了显示出由InGaZnO₄、In₂Ga₂ZnO₇表示的同系晶体结构的靶。

另一方面，就大量含有Zn的IGZO溅射靶而言，对由同系晶体结构和Ga₂ZnO₄的尖晶石结构的复相制成的靶也进行了研究(例如参照专利文献3)。

但是，Ga₂ZnO₄与同系晶体结构等相比，电阻高，因此发生异常放电的风险大。因此，作为溅射靶，优选为同系晶体结构的单相。

另一方面，由单相构成的高密度的溅射靶与由复相构成的溅射靶相比，晶粒直径倾向于肥大化。而且，如果晶粒直径肥大化，则溅射靶的机械强度降低，有时在溅射中发生开裂。

另外，就溅射靶而言，在溅射面内上述特性的分布均匀也是重要的。如果在面内，密度等的分布不均匀，则有时发生异常放电、发生溅射中的开裂等。在IGZO溅射靶的情况下，有时溅射面的特性分布的不均匀性以色差的浓淡的形式显现出来。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-73312号公报

专利文献2：日本特开2017-145510号公报

专利文献3：日本特开2008-163441号公报

发明内容

发明所要解决的课题

实施方式的一个方案是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供能够稳定地进行溅射的溅射靶和用于制造该溅射靶的氧化物烧结体。

用于解决课题的手段

实施方式的一个方案的氧化物烧结体是以满足以下的式(1)～(3)的比率含有铟、镓和锌的氧化物烧结体，其由单相的晶体相构成，上述晶体相的平均粒径为15.0μm以下。

0.01≤In/(In+Ga+Zn)＜0.20 (1)

0.10≤Ga/(In+Ga+Zn)≤0.49 (2)