[發明專利]濺射靶材的制造方法及半導體裝置的制造方法

在審

• 申請號: 201210500277.1
• 申請日: 2012-11-29
• 公開（公告）號: CN103132030A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 山崎舜平;丸山哲紀
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;李浩

技術領域

本發明涉及濺射靶材及其制造方法。另外，本發明涉及使用該濺射靶材制造的利用氧化物半導體的半導體裝置的制造方法。

注意，在本說明書中，半導體裝置是指能夠通過利用半導體特性而起到作用的所有裝置，因此電光裝置、半導體電路以及電子設備都是半導體裝置。

背景技術

以液晶顯示裝置為代表的在玻璃襯底等的平板上形成的晶體管主要使用非晶硅或多晶硅等的半導體材料制造。使用非晶硅的晶體管雖然其場效應遷移率低，但是可以對應于玻璃襯底的大面積化。與此相反，使用多晶硅的晶體管雖然其場效應遷移率高，但是需要激光退火等的晶化工序，因此有不一定適合于玻璃襯底的大面積化的特性。

另一方面，使用氧化物半導體作為半導體材料來制造晶體管，并將該晶體管應用于電子裝置和光裝置的技術方案受到關注。例如，專利文獻1及專利文獻2公開了作為半導體材料使用氧化鋅、In-Ga-Zn類氧化物半導體來制造晶體管，并將它用于圖像顯示裝置的開關元件等的技術方案。

在氧化物半導體中設置溝道形成區(也稱為溝道區)的晶體管可以實現比使用非晶硅的晶體管更高的場效應遷移率。氧化物半導體層可以通過濺射法等在較低的溫度下形成，其制造工序比使用多晶硅的晶體管簡單。

可以期待通過使用這些氧化物半導體在玻璃襯底、塑料襯底等上形成晶體管，并將其應用于液晶顯示器、電致發光顯示器(也稱為EL顯示器)或電子紙等的顯示裝置。

[專利文獻1]日本專利申請公開2007-123861號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開2007-96055號公報

在利用濺射法形成氧化物半導體的情況下，當比較濺射靶材的組成和使用該濺射靶材形成的膜的組成時，有時根據氧化物半導體的材料而產生組成的差異。

尤其是，與濺射靶材相比，在通過使用包含氧化鋅的濺射靶材的濺射法來獲得的膜中減少了鋅。

另外，在提高膜的結晶性的情況下，膜的組成對結晶結構的形成的影響大。例如，有如下擔憂：當不足為了形成結晶結構而需要的元素的數量時，膜具有非晶結構。

在包含氧化鋅的濺射靶材的制造中，預先形成包含氧化鋅的結晶，粉碎該結晶，添加所定量的氧化鋅而將它們混合，然后，使該混合物燒結來制造濺射靶材。通過考慮到當利用濺射法形成膜時減少的鋅的量或當進行燒結時減少的鋅的量等而使濺射靶材包含多于包含在最后獲得的具有所希望的組成的膜中的鋅，來調整上述濺射靶材的組成。

當使用通過上述工序來獲得的濺射靶材并利用濺射法形成膜時，可以獲得具有所希望的組成的膜。

另外，可以根據濺射靶材的制造方法控制所形成的膜的組成。

發明內容

本說明書所公開的結構是一種包含氧化鋅的濺射靶材的制造方法，包括如下步驟：預先形成包含氧化鋅的結晶，粉碎該結晶，然后還添加固定量的氧化鋅而對其進行燒結，來制造濺射靶材。

在上述結構中，濺射靶材包含銦、鎵、鈦或鍺。

另外，本說明書所公開的結構是一種濺射靶材的制造方法，包括如下步驟：稱量包含第一元素的氧化物的粉末及包含第二元素的氧化物的粉末；對包含第一元素的氧化物的粉末及包含第二元素的氧化物的粉末進行加熱來形成包含第一元素及第二元素的結晶，粉碎結晶來形成第一粉末；對第一粉末還添加包含第一元素的氧化物的粉末而將它們混合來形成第二粉末；以及對第二粉末進行燒結來制造濺射靶材，其中，濺射靶材包含第一元素及第二元素，并且，第一元素是鋅。

在上述結構中，第二元素是銦、鎵、鈦、鍺和錫中的任一個。

根據考慮到成膜時減少的元素而調整濺射靶材的組成的制造方法，可以使通過濺射法形成的膜的組成與化學計量比一致或為其附近的值。

另外，可以獲得具有所希望的組成的膜，并且可以在使該膜晶化時得到高結晶性。

附圖說明

圖1是示出濺射靶材的制造方法的流程圖；

圖2A至圖2C是示出濺射靶材的頂面及截面的一部分的圖；

圖3A至圖3D是示出本發明的一個方式的平面圖及截面圖；

圖4A至圖4D是示出本發明的一個方式的平面圖及截面圖；

圖5A至圖5E是示出本發明的一個方式的平面圖及截面圖；

圖6A至圖6C是示出本發明的一個方式的平面圖及截面圖；

圖7A至圖7C是說明半導體裝置的一個方式的平面圖；

圖8A和圖8B是說明半導體裝置的一個方式的平面圖及截面圖；

圖9A和圖9B是示出半導體裝置的一個方式的截面圖；