[发明专利]溅射靶、氧化物半导体薄膜、薄膜晶体管以及电子设备

说明书

一种溅射靶，其特征在于，具备氧化物烧结体，该氧化物烧结体含有铟元素(In)、锡元素(Sn)、锌元素(Zn)、X元素以及氧，各元素的原子比满足下述式(1)，该氧化物烧结体还包含以Zn₂SnO₄表示的尖晶石结构化合物。0.001≦X/(In+Sn+Zn+X)≦0.05…(1)式(1)中，In、Zn、Sn以及X分别表示氧化物烧结体中的铟元素、锌元素、锡元素以及X元素的含量,X元素选自Ge、Si、Y、Zr、Al、Mg、Yb以及Ga中的至少一种以上。

技术领域

本发明涉及溅射靶、氧化物半导体薄膜、薄膜晶体管以及电子设备。

背景技术

以往，在以薄膜晶体管(以下，称为TFT)驱动的方式的液晶显示器或者有机EL显示器等显示装置中，在TFT的沟道层上采用非晶质硅膜或晶质硅膜是主流。

另一方面，近年来，伴随着对显示器的高精细化的要求，作为在TFT的沟道层上使用的材料，氧化物半导体材料备受瞩目。

在氧化物半导体中，特别是专利文献1所公开的由铟、镓、锌以及氧构成的无定形氧化物半导体(In-Ga-Zn-O，以下简写为“IGZO”),由于具有较高的载流子迁移率因此优选使用。然而，IGZO存在由于使用In以及Ga作为原料而使原料成本较高的缺点。

从使原料成本便宜的观点出发，提出有Zn-Sn-O(以下简写为“ZTO”)(专利文献2)、或添加Sn代替IGZO的Ga的In-Sn-Zn-O(以下简写为“ITZO”)(专利文献3)。其中，ITZO与IGZO相比迁移率非常高，因此作为IGZO的下一代的材料而受到瞩目。

但是，在用于氧化物半导体的材料中，ITZO的热膨胀系数大，导热率低。因此，由ITZO构成的溅射靶由于粘结到Cu制或Ti制的背板时以及溅射时产生的热应力而容易产生裂纹。

因此，在专利文献3中提出以下内容：通过使氧化物烧结体中包含以In₂O₃(ZnO)_m表示的六方晶层状化合物和以Zn₂SnO₄表示的尖晶石结构化合物,并且使以In₂O₃(ZnO)_m表示的六方晶层状化合物的纵横比设为3以上，使氧化物烧结体的强度得到提高。

另一方面，专利文献4公开有以下内容：只要不损害发明的技术效果，除了六方晶层状化合物和尖晶石结构化合物以外还能够包含铝。

专利文献5中记载有一种溅射靶，该溅射靶由含有铟元素(In)、锡元素(Sn)、锌元素(Zn)以及铝元素(Al)的氧化物构成，且该溅射靶包含以In₂O₃(ZnO)_n(n为2-20)表示的同源结构化合物和以Zn₂SnO₄表示的尖晶石结构化合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2012/067036

专利文献2：日本特开2017-36497号公报

专利文献3：国际公开WO2013/179676

专利文献4：国际公开WO2007/037191

专利文献5：日本特开2014-98204号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是,专利文献3～5的ITZO溅射靶中存在以下问题。