溅射靶材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及溅射靶材，尤其是涉及适用于薄膜晶体管的氧化物半导体膜等的溅射靶材。
【背景技术】
[0002]以薄膜晶体管(以下，称为“TFT”)进行驱动方式的液晶显示器、有机EL显示器等显示装置中，采用非晶硅膜作为TFT的沟道层逐渐成为主流。另外，例如专利文献1公开的包含In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)以及0(氧)的氧化物半导体膜(以下，称为“IGZ0薄膜”)具有优异的TFT特性而逐渐被实用化。该IGZ0薄膜中包含的In、Ga在日本为被指定为稀有金属储存对象矿种的稀少且昂贵的金属。
[0003]近年，例如专利文献2?4中公开的包含Zn(锌)、Sn(锡)以及0(氧)的氧化物半导体膜(以下，称为“ΖΤ0薄膜”)由于不含稀少且昂贵的In、Ga而逐渐受到关注。
[0004]溅射成膜制造IGZ0薄膜、ΖΤ0薄膜的情况下，通常将具有与该薄膜中必要的成分组成实质上相同的成分组成的氧化物烧结体用于溅射靶材。例如，制造ΖΤ0薄膜的情况下，在包含氩气和氧气的混合气体气氛中，由具有该ΖΤ0薄膜中必要的成分组成的溅射靶材(以下，称为“ΖΤ0靶材”)产生等离子体放电。利用该放电在被成膜面上堆积的堆积物为具有与ΖΤ0靶材实质上相同的成分组成的ΖΤ0薄膜。同样地，制造IGZ0薄膜的情况下，使用具有该IGZ0薄膜中必要的成分组成的溅射靶材(以下，称为“IGZ0靶材”)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2014-62316号公报
[0008]专利文献2:日本特开2009-123957号公报
[0009]专利文献3:日本特开2007-277075号公报
[0010]专利文献4:日本特开2012-180247号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]本发明人得出以下见解(基于本发明人等的国际申请第2014/060444):在ΖΤ0薄膜中以不过少且不过多的特定的范围含有A1时(以下，有时称为“含微量A1”)，被暴露于紫外光或可见光时，TFT特性的劣化被抑制(以下，有时称为“光照射耐性”)。此时，ΖΤ0薄膜有时不具有所期望的各种特性。
[0013]上述的溅射成膜中，需要能够长时间且稳定地进行等离子体放电的溅射靶材。就通过等离子体放电由ΖΤ0靶材飞散的构成物的堆积物即ΖΤ0薄膜而言，可以认为具有与以使该薄膜具有所期望的各种特性的方式而被调节的ΖΤ0靶材实质上相同或极近似的成分组成。但是，由ΖΤ0靶材飞散的构成物的成分组成存在偏差的情况下，ΖΤ0薄膜的成分组成不会与ΖΤ0靶材相同。另外，特定成分富集的颗粒(微粒状物)飞散而混入的情况下，ΖΤ0薄膜的成分组成不会与ZTO靶材相同且在ZTO薄膜的内部产生结构的缺陷。
[0014]作为上述问题的有力的原因之一，可列举出ΖΤ0靶材的放电面产生的结节。结节为随着溅射成膜的进行而在溅射靶材的放电面产生的微细的瘤状物。以产生结节的状态继续溅射成膜的情况下，由于异常放电的发生频率加速地变高，从而得不到具有所期望的各种特性的薄膜。作为这样的结节、异常放电的问题的解决手段，提出了例如专利文献4公开的使用维氏硬度为400Hv以上的氧化物烧结体而成的溅射靶材。
[0015]但是，本发明人确认了在维氏硬度为550Hv?600Hv的ΖΤ0靶材的放电面上会产生结节(参照后述的试验TG2)。由此，提供解决以结节为起因的上述课题，并且在溅射成膜时尤其是利用直流溅射法溅射成膜时不易在放电面产生结节的溅射靶材(ΖΤ0靶材)。
[0016]用于解决问题的方案
[0017]本发明人针对上述含微量A1的ΖΤ0靶材中使用的氧化物烧结体的烧结组织进行研究，发现了 ΖΤ0靶材的放电面产生的结节与存在于该放电面的含A1区域的关系。并且，在为了抑制大的含A1区域的生成而进行研究的过程中，发现含A1区域比规定尺寸更小的情况下能够解决上述课题。
[0018]S卩，本发明为溅射靶材，其为包含含Zn(锌)、Sn(锡)、0(氧)以及A1(铝)的氧化物烧结体的溅射靶材，前述氧化物烧结体的用[(A1的质量)/(氧化物烧结体的总质量)X100(%)]表示的A1的含有比率为0.005%?0.2%，前述溅射靶材的放电面的电子探针显微分析仪(Electron Probe Micro Analyser)(以下，称为“ΕΡΜΑ”)的面分析结果的数码图像所显示的含Α1区域各自收纳于[X] X [y] (X = 75 μπκ y = 75 μπι)的范围。需要说明的是，放电前的靶材的放电面为在溅射成膜时与成膜用的基板相对的靶材的面。另外，放电后的靶材的放电面为由于放电减少的靶材的面(腐蚀面)。另外，本发明中，前述含Α1区域各自优选收纳于[X] X [y] (X = 50 μπι、y = 50 μπι)的范围。
[0019]本发明中，溅射靶材的放电面的电子探针显微分析仪(ΕΡΜΑ)的面分析结果的数码图像所显示的含Α1区域的各自范围，能够利用以下的评价得到。
[0020]首先，对溅射靶材的放射面使用ΕΡΜΑ进行面分析。该面分析是指对溅射靶材的溅射成膜时被放电一侧的表面进行分析。并且，对该表面以Α1作为对象进行ΕΡΜΑ的面分析。进行以该Α1作为对象的前述ΕΡΜΑ的面分析时，以特定的分析条件进行。具体的分析条件为:分光器为 W)S (Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer，波长色散 x 射线光谱仪)、分光结晶为TAP (Thallium Acid Phthalate，邻苯二甲酸氢铭)、加速电压为15 [kV]、照射电流为约5X10 7[A]、光束直径为Φ5?Φ25[μπι]以及前述光束的照射时间为30 [ms]。此时，面分析的最小区域为受前述光束照射且与前述光束直径对应的各个面(以下，称为“单位面”)。
[0021]本发明中，显示以A1作为对象的前述ΕΡΜΑ的面分析的数码图像(以下，有时称为“ΕΡΜΑ图像”)时，以规定的显示条件进行。具体的显示条件为以16灰度级的明亮度区分显示的灰度等级。像素的大小(间隔)为与前述光束直径对应的5μπιΧ5μπι乃至25μπιΧ25μπι。灰度等级的最大值为2000LeVel(级)。此时，满级(16灰度级)为2000Level，因此单位级(单位灰度级)为125Level。
[0022]例如，前述ΕΡΜΑ图像的像素以0?125(不足125) Level (第1灰度级)的黑色显示的情况下，表示与该像素对应的单位面的A1的含有比率为0%乃至基本为0%。另外，与125?250 (125以上且不足250) Level (第2灰度级)的像素对应的单位面的A1的含有比率比与第1灰度级的像素对应的单位面更大。因此，随着像素的显示依250?375 (250以上且不足375) Level (第3灰度级)、375?500 (375以上且不足500) Level (第4灰度级)、…(中略)…、1875?2000 (1875以上)Level (第16灰度级)的顺序逐渐变明亮，与该像素对应的单位面的A1的含有比率变大。需要说明的是，相邻的2个灰度级的阈值(例如第1灰度级与第2灰度级的阈值为125)属于两个灰度级的任一个，因图像显示程序而异。
[0023]前述含A1区域在前述ΕΡΜΑ图像中与以第2灰度级?第16灰度级(125?2000Level)显示的像素