03粉末之间的摩尔混 合比如表1所示。在上述磨碎和混合时，使用乙醇作为分散介质。通过喷雾干燥，干燥得到 的混合粉末。
[0185] 5.通过成型二次混合物形成成型体
[0186] 接下来，通过使用得到的二次混合物，得到类似于实例1至8的情况的、直径为 100mm且厚度约为9mm的盘形成型体。
[0187] 6.通过烧结成型体形成氧化物烧结体
[0188] 接下来，在空气气氛的情况下，以表1的实例9至12示出的燃烧温度，使得到的成 型体燃烧达8小时。因此得到其中固溶有钨和锌的包括红绿柱石型晶相（Ιη203型相）的氧 化物烧结体。
[0189] 7.评估氧化物烧结体的性能
[0190] 类似于实例1至8,通过粉末X-射线衍射法的导电晶体分析识别晶相。表1中示 出了出现在氧化烧结体中的晶相。另外，通过与实例1至8的方法类似的方法，确认实例9 至12中的各氧化物烧结体主要由作为红绿柱石型晶相的Ιη203型相构成。
[0191] 此外，类似于实例1至8,测量氧化物烧结体中的W含量比和Zn含量比，表观密度、 钨的化合价和W键能。在表2中示出该结果。
[0192] 8.制造靶
[0193] 类似于实例1至8的情况，将得到的氧化物烧结体处理成直径为3英寸（76. 2mm) 且厚度为5. 0mm的革巴。
[0194] 9.制造半导体器件
[0195] 类似于实例1至8的情况，制造作为半导体器件的TFT。
[0196] 10.评估半导体器件的性能
[0197]类似于实例1至8的情况，测量截止电流和导通电流的值与截止电流的值的比率。 在表2中不出该结果。
[0198] 另外，类似于实例1至8,测量氧化物半导体膜14中的W含量比和Zn含量比，W/Zn 原子比、包括在氧化物半导体膜14中的钨的化合价，以及包括在氧化物半导体膜14中的W 键陡。在表2中不出该结果。
[0199](实例I3至对）
[0200] 在制备原材料粉末的二次混合物时，除了煅烧粉末和Ιη203粉末之外，还类似于 实例1至12制造具有固溶在其中的钨和锌并进一步包括元素Μ的、包括红绿柱石型晶相 (Ιη203型相）的氧化物烧结体，除增加包括表1示出的元素Μ的氧化物粉末（Α1 203、Ti02、 Cr203、Ga203、Hf02、Si02、V205、Nb203、Zr02、Mo02、Ta203、Bi203)作为原材料粉末之外。在表 2 中 示出了氧化物烧结体中的Μ含量比。实例13至24中的各氧化物烧结体主要由作为红绿柱 石型晶相的Ιη203型晶相构成。类似于实例1至12,将得到的氧化物烧结体处理成靶，并制 造包括通过使用该靶通过DC磁控溅射法形成的氧化半导体膜的、作为半导体器件的TFT。
[0201] 在表1和2中示出了得到的氧化物烧结体和氧化物半导体膜的特性，以及作为半 导体器件的TFT的特征。测量特性和特征的方法类似于实例1至12。
[0202] (比较实例1至3)
[0203] 除了在制造氧化物烧结体时，制备原材料粉末的混合物且之后在不煅烧的情况下 成型并烧结原材料粉末的混合物之外，类似于实例1至8或实例9至12制造氧化物烧结体。 类似于实例，将得到的氧化物烧结体处理成靶，并制造作为包括通过使用该靶用DC磁控溅 射法形成的氧化半导体膜的半导体器件的TFT。由于在不煅烧的情况下成型并烧结原材料 粉末的混合物，所以确认不会产生复合氧化物晶相。比较实例1至3中的各氧化物烧结体 具有等于或低于6. 5g/cm3的表观密度。比较实例1至3在W0 2.72粉末或W0 2粉末、ZnO粉末 或Sn02粉末、和In203粉末之间的摩尔混合比方面彼此不同。
[0204] 在表1和2中示出了得到的氧化物烧结体和氧化物半导体膜的特性，以及作为半 导体器件的TFT的特征。测量特性和特征的方法类似于实例中的那些。
[0205](实例 25 至 28)
[0206] 在制备原材料粉末的二次混合物时，除了煅烧粉末和Ιη203粉末之外，还类似于 实例1至12制造具有固溶在其中的钨和锌并进一步包括元素Μ的、包括红绿柱石型晶相 (Ιη203型相）的氧化物烧结体，除增加包括表3示出的元素Μ的氧化物粉末（TiO2、Si02)作 为原材料粉末之外。在表3中示出了氧化物烧结体中的Μ含量比和元素Μ与In的原子比 (M/In比）。实例25至28中的各氧化物烧结体主要由作为红绿柱石型晶相的Ιη203型晶相 构成。类似于实例1至12,将得到的氧化物烧结体处理成靶，并制造包括通过使用该靶用 DC磁控溅射法形成的氧化半导体膜的、作为半导体器件的TFT。
[0207] 在表3中示出了得到的氧化物烧结体和氧化物半导体膜的特性，以及作为半导体 器件的TFT的特征。测量特性和特征的方法类似于实例1至12。
[0208] 另外，关于实例25至28,依据下面的步骤测量氧化物烧结体的电阻率。首先，类似 于实例1至8的"9、形成半导体器件，（3)形成氧化物半导体膜"所述的方法，形成氧化物 半导体膜（在形成氧化物半导体膜之后，不执行蚀刻）。用四端子法测量得到的氧化物半 导体膜的电阻率。这时，用溅射法作为电极构件形成Mo电极，使得电极之间的间隔为10_ 的。然后，当对外部电极扫描-40V至+40V的电压并流过电流时，测量内部电极之间的电压。 由此计算电阻率。表3中示出了该结果。为了将电阻率设定为允许作为氧化物半导体使用 的、等于或高于1X?ο2Ωcm，优选在添加元素Μ为Si时Si/In原子比低于0. 007,并且优选 在添加元素Μ为Ti时Ti/In原子比低于0. 004。随着电阻率增加，截止电流趋向于减小且 TFT性能趋向于增强。当电阻率低于IX102Ωcm时，截止电流趋向于升高。
[0209]
[0210] 应该理解，本文公开的实施例和实例在任何方面都是示例性的和非限制性的。本 发明的范围由权利要求的项限定，而不是由以上描述限定，且意指包括意义和范围等效于 权利要求项的任何变更。
[0211] 参考标记列表
[0212] 10半导体器件；11衬底；12栅电极；13栅极绝缘膜；14氧化物半导体膜；14c沟道 部分；14d漏电极形成部分；14s源电极形成部分；15源电极；16漏电极。
【主权项】
1. 一种包括铟、妈和锌的氧化物烧结体，其中 所述氧化物烧结体包括红绿柱石型晶相作为主要成分，并且具有高于6. 5g/cm3且等于 或低于7. lg/cm3的表观密度， 所述氧化物烧结体中的钨与铟、钨和锌的总计的含量比高于1. 2原子％且低于30原 子％，并且 所述氧化物烧结体中的锌与铟、钨和锌的总计的含量比高于1. 2原子％且低于30原 子％ O2. 根据权利要求1所述的氧化物烧结体，其中 所述红绿柱石型晶相包括氧化铟作为主要成分，并且包括固溶在所述红绿柱石型晶相 的至少一部分中的钨和锌。3. 根据权利要求1或2所述的氧化物烧结体，进一步包括从由铝、钛、络、镓、铪、错、娃、 钼、钒、铌、钽和铋组成的组中选择的至少一种类型的元素，其中 所述氧化物烧结体中的所述元素与铟、钨、锌和所述元素的总计的含量比等于或高于 0. 1原子％且等于或低于10原子％。4. 根据权利要求3所述的氧化物烧结体，其中 所述氧化物烧结体中的硅与铟的原子比低于〇. 007。5. 根据权利要求3或4所述的氧化物烧结体，其中 所述氧化物烧结体中的钛与铟的原子比低于〇. 004。6. 根据权利要求1至5中的任一项所述的氧化物烧结体，包括具有六价和四价中的至 少一种的妈。7. 根据权利要求1至5中的任一项所述的氧化物烧结体，包括由X-射线光电子谱仪测 量的键能等于或高于245eV且等于或低于250eV的钨。8. -种包括根据权利要求1至7中的任一项所述的氧化物烧结体的溅射靶。9. 一种半导体器件，包括利用根据权利要求8所述的溅射靶通过溅射法形成的氧化物 半导体膜。10. 根据权利要求9所述的半导体器件，其中 所述氧化物半导体膜中的钨与铟、钨和锌的总计的含量比高于1. 2原子％且低于30原 子％，并且 所述氧化物半导体膜中的锌与铟、钨和锌的总计的含量比高于1. 2原子％且低于30原 子％ O11. 根据权利要求9或10所述的半导体器件，其中 所述氧化物半导体膜中的钨与锌的原子比高于〇. 5且低于3. 0。12. 根据权利要求9至11中的任一项所述的半导体器件，其中 所述氧化物半导体膜中的硅与铟的原子比低于〇. 007,并且所述氧化物半导体膜的电 阻率等于或高于IX IO2 Q cm。13. 根据权利要求9至12中的任一项所述的半导体器件，其中 所述氧化物半导体膜中的钛与铟的原子比低于〇. 004,并且所述氧化物半导体膜的电 阻率等于或高于IX IO2 Q cm。14. 根据权利要求9至13中的任一项所述的半导体器件，其中 所述氧化物半导体膜包括具有六价和四价中的至少一种的钨。15. 根据权利要求9至13中的任一项所述的半导体器件，其中 所述氧化物半导体膜包括由X-射线光电子光谱法测量的键能等于或高于245eV且等 于或低于250eV的妈。16. -种用于制造根据权利要求1至6中的任一项所述的氧化物烧结体的方法，所述方 法包括以下步骤： 制备氧化锌粉末和氧化钨粉末的初次混合物； 通过热处理所述初次混合物形成煅烧粉末； 制备原材料粉末的二次混合物，所述二次混合物包括所述煅烧粉末； 通过成型所述二次混合物形成成型体；和 通过烧结所述成型体形成所述氧化物烧结体，其中 形成煅烧粉末的所述步骤包括：通过在含氧气氛下，以等于或高于550°C且低于 1200°C的温度，热处理所述初次混合物，形成包括锌和钨的复合氧化物粉末作为所述煅烧 粉末。17. 根据权利要求16所述的制造氧化物烧结体的方法，其中，所述氧化钨粉末包括从 由冊3晶相、WO 2晶相和WO 2.72晶相组成的组中选择的至少一种类型的晶相。18. 根据权利要求16或17所述的制造氧化物烧结体的方法，其中 所述氧化钨粉末的中值粒径d50等于或大于0.1 ym且等于或小于4 ym。19. 根据权利要求16至18中的任一项所述的制造氧化物烧结体的方法，其中 所述复合氧化物包括晶相。
【专利摘要】提供了：包括铟、钨和锌的氧化物烧结体，该氧化物烧结体包括红绿柱石型晶相作为主要成分，表观密度高于6.5g/cm3且等于或低于7.1g/cm3，并且钨含量与铟、钨和锌的总含量比高于1.2原子％且低于30原子％，且锌与铟、钨和锌的总计的含量比大于1.2原子％且小于30原子％；还提供了一种包括这种氧化物烧结体的溅射靶；和一种包括通过使用该溅射靶，通过溅射法形成的氧化物半导体膜(14)的半导体器件(10)。
【IPC分类】C04B35/00, H01L21/336, H01L29/786, H01L21/363, C23C14/08, C23C14/34
【公开号】CN105246856
【申请号】CN201580000813
【发明人】宫永美纪, 绵谷研一, 曾我部浩一
【申请人】住友电气工业株式会社
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年3月18日
【公告号】EP2980041A1, WO2015146745A1