[020。 本发明的薄膜晶体管中的沟道层的膜厚通常为10~3(K)nm，优选为20~250nm， 更优选为30~200皿，进一步优选为35~120皿，特别优选为40~80皿。若沟道层的膜厚 为lOnmW上，则即使在大面积成膜时膜厚也不易变得不均匀，能够使制作的TFT的特性在 面内均匀。另一方面，若膜厚为300皿W下，则成膜时间不会变得过长。
[0202] 本发明的薄膜晶体管中的沟道层通常在N型区域使用，但通过与P型Si系半导 体、P型氧化物半导体、P型有机半导体等各种P型半导体进行组合可W用于PN接合型晶体 管等各种半导体器件。
[0203] 本发明的薄膜晶体管优选在上述沟道层上具备保护膜。本发明的薄膜晶体管中的 保护膜优选至少含有SiNy。SiNy与SiO2相比能够形成致密的膜，因此具有TFT的劣化抑制 效果高的优点。
[0204]保护膜除了SiNx之外，可W包含例如Si〇2、Al2〇3、Ta2〇5、Ti〇2、MgO、Zr〇2、Ce〇2、K2〇、 Li2〇、化2〇、化2〇、Sc2〇3、Y2O3、册〇2、CaHf〇3、PbTi〇3、BaTa2〇e、Sm2〇3、SrTi〇3或A1N等氧化物等。
[0205] 本发明的含有钢元素（In)、锡元素（Sn)、锋元素狂n)及铅元素（Al)的氧化物薄 膜由于含有A1因而基于CVD工艺的耐还原性提高，通过制作保护膜的工艺从而后沟道侧不 易被还原，可W使用SiN,作为保护膜。
[0206] 在形成保护膜前，优选对沟道层实施莫氧处理、氧等离子体处理、二氧化氮等离子 体处理或一氧化二氮等离子体处理。该样的处理若为形成沟道层后、且形成保护膜前，则可 W在任何时机进行，但优选在即将形成保护膜前进行。通过进行该样的前处理，能够抑制沟 道层中的氧缺陷的产生。
[0207] 另外，若在TFT驱动中氧化物半导体膜中的氨扩散，则发生阔值电压的漂移而存 在TFT的可靠性降低的风险。通过对沟道层实施莫氧处理、氧等离子体处理或一氧化二氮 等离子体处理，在薄膜结构中In- 0H的键合被稳定化，能够抑制氧化物半导体膜中的氨的 扩散。
[020引薄膜晶体管通常具备基板、栅电极、栅绝缘层、有机半导体层（沟道层）、源电极和 漏电极。对于沟道层如上所述，对于基板可W使用公知的材料。
[0209] 形成本发明的薄膜晶体管中的栅绝缘膜的材料也没有特别限制，可W任意地选择 一般使用的材料。具体来说，可W使用例如Si〇2、SiNx、Al2〇3、Ta2〇5、Ti〇2、MgO、Zr〇2、Ce〇2、 K2O、Li2〇、化2〇、化2〇、SC2O3、Y2O3、Hf〇2、C址f〇3、PbTi〇3、83化2〇6、SrTi〇3、Sm2〇3、AIN等化合物。 其中，优选为Si〇2、SiNx、Al2〇3、Y203、册〇2、CaHf〇3,更优选为Si〇2、SiNx、册〇2、Al2〇3。
[0210] 栅绝缘膜可W通过例如等离子体CVD烟lemicalVaporDeposition;化学气相沉 积）法形成。
[0211] 通过等离子体CVD法形成栅绝缘膜，并在其上成膜沟道层的情况下，栅绝缘膜中 的氨向沟道层扩散，有可能招致沟道层的膜质降低、TFT的可靠性降低。为了防止沟道层的 膜质降低、TFT的可靠性降低，在成膜沟道层前优选对栅绝缘膜实施莫氧处理、氧等离子体 处理、二氧化氮等离子体处理或一氧化二氮等离子体处理。通过进行该样的前处理，能够防 止沟道层的膜质的降低、TFT的可靠性降低。
[0212] 需要说明的是，上述的氧化物的氧数未必需要与化学理论比一致，例如，可W是 Si〇2也可W是Si〇x。
[0213] 栅绝缘膜可W是层叠了由不同材料构成的2层W上的绝缘膜的结构。另外，栅绝 缘膜可W是结晶质、多晶质、非晶质中的任一种，但优选工业上容易制造的多晶质或非晶 质。
[0214] 形成本发明的薄膜晶体管中的漏电极、源电极和栅电极各电极的材料没有特别限 巧||，可W任意地选择一般使用的材料。例如，可W使用IT0、IZ0、化0、Sn〇2等透明电极、A1、 Ag、化、化、Ni、Mo、Au、Ti、化等金属电极、或包含该些的合金的金属电极。
[0215] 漏电极、源电极和栅电极各电极还可W形成层叠了不同的2层W上的导电层的多 层结构。特别是源/漏电极对低电阻配线的要求高，因此可W用Ti、Mo等密合性优异的金 属将A1、化等良导体夹在中间来使用。
[0216] 本发明的薄膜晶体管还可W应用于电场效应型晶体管、论理电路、存储电路、差动 增幅电路等各种集成电路中。而且，除了电场效应型晶体管W外，还可W应用于静电诱发型 晶体管、肖特基势垒型晶体管、肖特基二极管、电阻元件。
[0217] 本发明的薄膜晶体管的构成可W没有限制地采用底栅、底接触、顶接触等公知的 构成。
[021引特别是底栅构成与无定形娃或化0的薄膜晶体管相比能够得到较高性能因而是 有利的。底栅构成容易削减制造时的掩模张数，容易减少大型显示器等用途的制造成本因 而优选。
[0219] 本发明的薄膜晶体管可W适宜地用于显示装置。
[0220] 作为大面积的显示器用途，特别优选沟道蚀刻型的底栅构成的薄膜晶体管。沟道 蚀刻型的底栅构成的薄膜晶体管在光刻工序时的光掩模数少而能够W低成本制造显示器 用面板。其中，沟道蚀刻型的底栅构成和顶接触构成的薄膜晶体管的迁移率等特性良好而 容易工业化因而特别优选。
[0221] 【实施例】
[0222] 实施例1 - 6
[0223] [氧化物烧结体的制造]
[0224] 使用下述的氧化物粉末作为原料粉体。采用中值粒径D50作为下述氧化物粉末的 平均粒径，该平均粒径用激光衍射式粒度分布测定装置SALD- 300V(岛津制作所制）进行 测定。
[0225] 氧化钢粉：平均粒径0. 98ym
[0226] 氧化锡粉：平均粒径0. 98ym
[0227] 氧化锋粉：平均粒径0. 96ym [022引氧化铅粉：平均粒径0. 98ym
[0229] 按照成为表1中所示原子比的方式砰量上述的粉体，均匀地微粉碎混合后，加入 成形用粘合剂进行造粒。接着，向模具中均匀地填充该原料混合粉，用冷压机W压制压 140MPa加压成形。
[0230] 将由此得到的成形体W表1所示的升温速度（从80(TC到烧结温度）、烧结温度、 烧结时间和降温速度，用烧结炉进行烧结来制造烧结体。升温中为氧气氛，其它情况下为大 气中（气氛）。
[0231]
【主权项】
1. 一种溅射靶，其包含含有铟元素In、锡元素Sn、锌元素Zn及铝元素Al的氧化物， 所述氧化物包含InAlO3(ZnO)m表不的同系结构化合物和In2O3表不的方铁猛矿结构化 合物，所述m为0. 1~10。
2. 如权利要求1所述的溅射靶，其中，所述同系结构化合物是选自InAlZn407、 InAlZn306、InAlZn2O5及InAlZnO4表示的同系结构化合物中的1种以上。
3. 如权利要求1或2所述的溅射靶，其中，所述In、Sn、Zn及Al的原子比满足下述式 ⑴~⑷， 0. 10 ^ In/(In+Sn+Zn+Al) ^ 0. 75 (1) 0. 01 ^ Sn/(In+Sn+Zn+Al) ^ 0. 30 (2) 0. 10 ^ Zn/(In+Sn+Zn+Al) ^ 0. 70 (3) 0? 01 彡 AV(In+Sn+Zn+Al)彡 0? 40 (4) 式中，In、Sn、Zn及Al分别表示溅射靶中的各元素的原子比。
4. 如权利要求1~3中任一项所述的溅射靶，其相对密度为98%以上。
5. 如权利要求1~4中任一项所述的溅射祀，其体积电阻率为IOmQcm以下。
6. 如权利要求1~5中任一项所述的溅射靶，其不含Zn#11〇4表示的尖晶石结构化合 物。
7. -种氧化物半导体薄膜，其是使用权利要求1~6中任一项所述的溅射靶，通过溅射 法成膜而成的。
8. -种氧化物半导体薄膜的制造方法，其在含有选自水蒸气、氧气及一氧化二氮气体 中的1种以上和稀有气体的混合气体的气氛下，使用权利要求1~6中任一项所述的溅射 靶，利用溅射法成膜。
9. 如权利要求8所述的氧化物半导体薄膜的制造方法，其在含有稀有气体和至少水蒸 气的混合气体的气氛下进行所述氧化物半导体薄膜的成膜。
10. 如权利要求9所述的氧化物半导体薄膜的制造方法，其中，所述气氛中所含水蒸气 的比例以分压比计为0. 1 %~25%。
11. 如权利要求8~10中任一项所述的氧化物半导体薄膜的制造方法， 所述氧化物半导体薄膜的成膜利用下述的溅射方法进行， 所述溅射方法为： 在真空腔内以规定的间隔并列设置3个以上的靶材，将基板依次搬运至与所述3个以 上的靶材相对的位置，由交流电源对所述各靶材交替地施加负电位和正电位的情况下,在 将来自所述交流电源的输出的至少1个进行分支并连接的2个以上的靶材之间，边进行施 加电位的靶材的转换，边在靶材上产生等离子体而在基板表面成膜。
12. 如权利要求11所述的氧化物半导体薄膜的制造方法，其中，将所述交流电源的交 流功率密度设为3W/cm2以上且20W/cm2以下。
13. 如权利要求11或12所述的氧化物半导体薄膜的制造方法，其中，将所述交流电源 的频率设为IOkHz~IMHz。
14. 一种薄膜晶体管，其具有通过权利要求8~13中任一项所述的方法进行了成膜的 氧化物半导体薄膜作为沟道层。
15. 如权利要求14所述的薄膜晶体管，其场效应迁移率为10cm2/Vs以上。
【专利摘要】一种溅射靶，包含有铟元素(In)、锡元素(Sn)、锌元素(Zn)及铝元素(Al)的氧化物，该氧化物包含InAlO3(ZnO)m(m为0.1～10)表示的同系结构化合物和In2O3表示的方铁锰矿结构化合物。
【IPC分类】H01L29-786, C23C14-34, C04B35-453, H01L21-363, C04B35-00
【公开号】CN104704138
【申请号】CN201380052096
【发明人】江端一晃, 但马望
【申请人】出光兴产株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年11月8日
【公告号】WO2014076916A1