[發明專利]氧化物燒結體和包含該氧化物燒結體的濺射靶

有效

• 申請號: 201580000713.0
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN105209405B
• 公開（公告）日: 2017-07-11
• 發明（設計）人: 角田浩二;長田幸三
• 申請（專利權）人: 吉坤日礦日石金屬株式會社
• 主分類號: C04B35/00
• 分類號: C04B35/00;C23C14/34
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 胡嵩麟,王海川

技術領域

本發明涉及包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、氧(O)和不可避免的雜質的氧化物(一般稱為“IGZO”；根據需要使用該“IGZO”進行說明)，特別是涉及IGZO燒結體和包含該氧化物燒結體的濺射靶。

背景技術

以往，在FPD(平板顯示器)中，其背板的TFT(薄膜晶體管)一直使用α-Si(非晶硅)。然而，α-Si得不到充分的電子遷移率，近些年進行了使用電子遷移率高于α-Si的In-Ga-Zn-O類氧化物(IGZO)的TFT的研究開發。而且，使用IGZO-TFT的下一代高功能平板顯示器部分得以實用化，并受到矚目。

IGZO膜主要通過使用由IGZO燒結體制作的靶進行濺射而成膜。作為IGZO濺射靶，例如，專利文獻1中公開了通過生成包含In、Ga和Zn、且In的含量高于周圍的組織，即使不在高溫下進行還原處理，也可以制造低電阻率的靶。另外，在專利文獻2中公開了通過以規定比率含有In、Ga、Zn且共存2種以上同系晶體，可以穩定濺射、減少粉粒的產生。

順便說一下，當將這樣的IGZO膜用作TFT的有源層時，對膜的電學特性產生影響的因素之一為膜中的氧缺陷量。為了控制該氧缺陷量，在濺射成膜時，一般除了氬氣等惰性氣體以外還引入氧氣。氧氣的濺射效率低于氬氣，在濺射時引入氧氣時，被濺射的原子數量減少，成膜速率降低。在IGZO膜的濺射成膜中，為了將膜的載流子濃度控制為所期望的值，需要引入大量氧氣，因此存在成膜速率降低從而生產率降低的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-105995號公報

專利文獻2：日本專利第5288141號

發明內容

發明所要解決的問題

本發明的課題在于提供可以降低為了得到具有所期望的載流子濃度的膜而需要的濺射時的氧氣濃度的IGZO氧化物燒結體。包含該燒結體的濺射靶可以提高濺射速率，并且可以顯著提高生產率。

用于解決問題的手段

為了解決上述課題，本發明人進行了深入研究，結果發現，通過增加IGZO燒結體中Zn(鋅)的含量，可以降低膜的載流子濃度，結果可以降低濺射時的氧濃度。本發明人基于上述發現，提供下述發明。

1)一種氧化物燒結體，其為包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、氧(O)和不可避免的雜質的氧化物燒結體，其特征在于，所述氧化物燒結體具有以In、Ga和Zn的原子比計In：Ga：Zn＝1：1：1的IGZO(111)相和比IGZO(111)相含有更多Zn的IGZO相；比IGZO(111)相含有更多Zn的IGZO相的面積比率為1～10％；該氧化物燒結體的In、Ga和Zn的原子數比為In：Ga：Zn＝1：1：(1.02～1.10)。

2)如上述1)所述的氧化物燒結體，其特征在于，平均粒徑為20μm以下。

3)如上述1)或2)中任一項所述的氧化物燒結體，其特征在于，體電阻為30mΩcm以下。

4)如上述1)至3)中任一項所述的氧化物燒結體，其特征在于，燒結體密度為6.3g/cm³以上。

5)一種濺射靶，其由上述1)至4)中任一項所述的氧化物燒結體制作。

發明效果

本發明通過在包含銦(In)、鎵(Ga)、鋅(Zn)、氧(O)和不可避免的雜質的IGZO類氧化物燒結體中具有含有大量Zn的IGZO相，可以降低為了形成具有所期望的載流子濃度的薄膜而需要的濺射時的氧濃度，因此具有可以提高濺射速率的優良效果。

附圖說明

圖1為表示實施例1的氧化物燒結體的利用EPMA得到的組織圖像的圖。

圖2為表示實施例2的氧化物燒結體的利用EPMA得到的組織圖像的圖。

圖3為表示實施例3的氧化物燒結體的利用EPMA得到的組織圖像的圖。

圖4為表示比較例的氧化物燒結體的利用EPMA得到的組織圖像的圖。

圖5為表示成膜氣氛中的氧濃度和成膜速率的關系的圖。

圖6為表示成膜氣氛中的氧濃度和薄膜的載流子濃度的關系的圖。

具體實施方式