[發明專利]氧化物燒結體、濺射靶和氧化物薄膜的制造方法

有效

• 申請號: 201880041330.1
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN110770191B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 寺村享祐;深川功兒
• 申請（專利權）人: 三井金屬礦業株式會社
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C23C14/34;H01L21/203
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

實施方式的一個方案的氧化物燒結體是以滿足以下的式(1)～(3)的比率含有銦、鎵和鋅的氧化物燒結體，其由單相的晶體相構成，晶體相的平均粒徑為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)。

技術領域

本申請的實施方式涉及氧化物燒結體、濺射靶和氧化物薄膜的制造方法。

背景技術

使用了濺射靶的薄膜形成方法即濺射法作為大面積、高精度地形成薄膜的制法是極其有效的，對于液晶顯示裝置等顯示設備而言，濺射法已被廣泛地運用。在近年來的薄膜晶體管(以下也稱為“TFT”)等的半導體層的技術領域中，替代非晶硅，以In-Ga-Zn復合氧化物(以下也稱為“IGZO”)為代表的氧化物半導體受到關注，對于IGZO薄膜的形成，也運用了濺射法(例如參照專利文獻1)。

對于該濺射法，由于發生異常放電等，有時產生下述問題：所形成的薄膜發生品質異常、濺射中的濺射靶發生開裂等。作為避免這些問題的方法之一，有使濺射靶高密度化的方法。

另外，即使是高密度的靶，有時也發生異常放電。例如，如果構成靶的晶體相為復相(多相)，在不同的晶體相之間存在電阻差，則有發生異常放電的風險。

在TFT的半導體層使用IGZO薄膜的情況下，根據In、Ga、Zn的比率的不同，其半導體特性大幅地變化，已在研究各種比率。例如，在專利文獻2中，研究了各金屬元素的比率為In＜Ga＜Zn這樣的比率。能夠適當調節IGZO濺射靶的In、Ga、Zn的比率以獲得規定的半導體特性。例如，作為IGZO濺射靶，研究了顯示出由InGaZnO₄、In₂Ga₂ZnO₇表示的同系晶體結構的靶。

另一方面，就大量含有Zn的IGZO濺射靶而言，對由同系晶體結構和Ga₂ZnO₄的尖晶石結構的復相制成的靶也進行了研究(例如參照專利文獻3)。

但是，Ga₂ZnO₄與同系晶體結構等相比，電阻高，因此發生異常放電的風險大。因此，作為濺射靶，優選為同系晶體結構的單相。

另一方面，由單相構成的高密度的濺射靶與由復相構成的濺射靶相比，晶粒直徑傾向于肥大化。而且，如果晶粒直徑肥大化，則濺射靶的機械強度降低，有時在濺射中發生開裂。

另外，就濺射靶而言，在濺射面內上述特性的分布均勻也是重要的。如果在面內，密度等的分布不均勻，則有時發生異常放電、發生濺射中的開裂等。在IGZO濺射靶的情況下，有時濺射面的特性分布的不均勻性以色差的濃淡的形式顯現出來。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-73312號公報

專利文獻2：日本特開2017-145510號公報

專利文獻3：日本特開2008-163441號公報

發明內容

發明所要解決的課題

實施方式的一個方案是鑒于上述情況而完成的，目的在于提供能夠穩定地進行濺射的濺射靶和用于制造該濺射靶的氧化物燒結體。

用于解決課題的手段

實施方式的一個方案的氧化物燒結體是以滿足以下的式(1)～(3)的比率含有銦、鎵和鋅的氧化物燒結體，其由單相的晶體相構成，上述晶體相的平均粒徑為15.0μm以下。

0.01≤In/(In+Ga+Zn)＜0.20 (1)

0.10≤Ga/(In+Ga+Zn)≤0.49 (2)