CN101312912B - 半导体薄膜及其制造方法以及薄膜晶体管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以以较低温度制作而且也可以在具有挠曲性的树脂基板上形成的半导体薄膜，其是载流子浓度低而且霍尔迁移率高、另外能带间隙大的透明半导体薄膜，其中，通过使含有氧化锌和氧化锡的非晶质膜成膜，以使载流子密度为10+17cm-3以下、霍尔迁移率为2cm2/V·sec以上、能带间隙为2.4eV以上，然后进行氧化处理，从而形成透明半导体薄膜(40)。

Description

半导体薄膜及其制造方法以及薄膜晶体管 
技术领域
本发明涉及一种由含有氧化锌和氧化锡的非晶质膜构成的半导体薄膜及其制造方法以及使用这样的半导体薄膜的薄膜晶体管。 
背景技术
场效应型晶体管被广泛用于半导体存储器集成电路的单位电子元件、高频信号扩增元件、液晶驱动用元件等，目前被实用化最多的是电子器件。 
其中，随着近年来的显示装置的惊人发展，不仅液晶显示装置(LCD)，而且在电致发光显示装置(EL)或场致发射显示器(FED)等各种显示装置中，作为向显示元件施加驱动电压来驱动显示装置的开关元件，大多使用薄膜晶体管(TFT)。 
另外，作为其材料，最广泛使用的是硅半导体化合物，通常在必需高速动作的高频扩增元件、集成电路用元件等中使用硅单晶，从大面积化的要求出发，液晶驱动用元件等使用无定形硅。 
但是，结晶性的硅系薄膜在实现结晶化时，例如必需800℃以上的高温，难以在玻璃基板上或有机物基板上构成。所以，不仅只能在硅片或石英等耐热性高的高价基板上形成，而且制造时需要大量的能量和工序数等。 
另一方面，能够在较低温度下形成的非晶性的硅半导体(无定形硅)与结晶性的硅半导体相比，开关速度慢，所以在用作驱动显示装置的开关元件时，有时不能迎合高速的动画显示。 
进而，如果向半导体活性层照射可见光，则还可能会显示出电导性，发生漏电流，进而发生误动作等作为开关元件的特性变差的问题。所以，已知设置阻挡可见光的遮光层的方法，例如使用金属薄膜作为遮光层。 
但是，如果设置由金属薄膜构成的遮光层，则不仅增加工序，而且变成具有漂移电位，所以必需使遮光层成为地电平(ground level)，此时也 存在发生寄生容量的问题。 
此外，目前，作为使显示装置驱动的开关元件，使用硅系的半导体膜的元件占主流，这是因为除了硅薄膜的稳定性、可加工性的优良以外，开关速度快等各种性能也良好。接着，这样的硅系薄膜通常利用化学气相沉积法(CVD)法制造。 
另外，以往的薄膜晶体管(TFT)有时为在玻璃等基板上层叠栅电极、栅绝缘层、氢化无定形硅(a-Si:H)等的半导体层、源及漏电极的逆交错排列结构，在以图像传感器为主、大面积器件的领域中，被用作以有源矩阵型的液晶显示器为代表的平板显示器等驱动元件。在这些用途中，过去，即使使用无定形硅的情况下，也随着高功能化而需要动作的高速化。 
在这样的情况下，近年来，作为比硅系半导体薄膜的稳定性更出色的半导体薄膜，由金属氧化物构成的透明半导体薄膜、特别是由氧化锌结晶构成的透明半导体薄膜备受瞩目。 
例如，在专利文献1或专利文献2等中，记载了在高温下结晶化氧化锌从而构成薄膜晶体管的方法，在非专利文献1中记载了使用含有锌、锡的氧化物薄膜的TFT(薄膜晶体管)。 
专利文献1：特开2003-86808号公报 
专利文献2：特开2004-273614号公报 
非专利文献1：Applied Physics Letter 86，013503(2005) 
但是，这样的由金属氧化物构成的透明半导体薄膜由于成膜后的热经历而发生特性变化，或者面内分布大，再现性差等，所以难以工业化。另外，为了改善场效应迁移率、on-off比、漏电流等TFT特性，必需使用用ALD法层叠的超格子结晶等极特殊的栅绝缘膜，但如果这样作，则栅绝缘膜的制造工序变得复杂，有可能不能用一贯的过程制造。另外，还可能发生与金属的栅布线的粘附性低或者发生接触电阻。 
发明内容
本发明正是鉴于所述情况而提出的，其目的在于提供一种可以以较低温度制作而且也可以在具有挠曲性的树脂基板上形成的半导体薄膜，其是载流子浓度低而且霍尔迁移率高、另外能带间隙大的半导体薄膜及这样的 半导体薄膜的制造方法以及使用这样的半导体薄膜的场效应迁移率和on-off比高且减小漏电流的发生等照射光引起的影响从而提高元件特性的薄膜晶体管。 
用于解决所述课题的本发明中的半导体薄膜是由含有氧化锌和氧化锡的非晶质膜构成的半导体薄膜，其构成为电阻率为10～107Ωcm。 
成为这样的构成的本发明中的半导体薄膜通过含有氧化锌和氧化锡，变得容易在较宽的温度范围内制作半导体薄膜，同时非晶质膜变得容易以大面积表现出均匀的物性，所以优选用于显示面板等用途。 
在本发明中的半导体薄膜中，如果电阻率小于10Ωcm，则在构成薄膜晶体管1等元件时，有可能发生漏电流，而且变成正常导通，或者on-off变小，从而不能发挥良好的晶体管性能。 
另外，如果电阻率大于107Ωcm，则有可能薄膜晶体管1的阈值电压变高，或者驱动时不得不施加过大的电压。 
另外，本发明中的半导体薄膜优选为载流子密度为10+17cm-3以下、霍尔迁移率(hall mobility；利用霍耳测定求得的电荷迁移率)为2cm2/V·sec以上、能带间隙为2.4eV以上的非退化半导体薄膜。 
在本发明中的半导体薄膜中，如果载流子密度大于10+17cm-3，则在构成薄膜晶体管1等元件时，有可能发生漏电流，而且变成正常导通，或者on-off比变小，从而不能发挥良好的晶体管性能。 
另外，如果霍尔迁移率小于2cm2/Vs，则薄膜晶体管1的场效应迁移率变小，在用作驱动显示元件的开关元件时，与无定形硅相同，开关速度慢，有时不能迎合高速的动画显示。 
另外，如果能带间隙大于2.4eV，则在照射可见光时，有可能价电子带的电子被激发，显示出电导性，变得容易发生漏电流。 
另外，如果为退化半导体，则有可能不能以低浓度将载流子浓度控制在稳定定期。在此，非退化半导体薄膜是指载流子浓度依赖于温度而发生变化的半导体薄膜，载流子浓度的温度依赖性可以从霍尔测定求得。 
另外，本发明中的半导体薄膜优选所述非晶质膜中的锌[Zn]与锡[Sn]之间的原子比为Zn/(Zn+Sn)＝0.40～0.95。 
如果原子比[Zn/(Zn+Sn)]小于0.40，则过剩存在的锡的价数可能 发生变化，从而难以调节载流子密度。 
另一方面，如果原子比[Zn/(Zn+Sn)]大于0.95，则氧化锌可能会部分地结晶化，特性出现不均。 
另外，本发明中的半导体薄膜优选波长550nm下的透射率为75％以上，通过这样地进行，即使在半导体薄膜溢出到像素电极部或者半导体薄膜与像素电极部的一部分或者整体重合的情况下，也可以有效地避免使透射率或亮度降低或者色调发生变化之类的不良情形。 
另外，本发明中的半导体薄膜优选功函数为3.5～6.5eV，通过这样地进行，可以有效地避免由于发生漏电流或者发生能量垒等而发生晶体管的特性低下。 
另外，本发明中的半导体薄膜的制造方法成为在用物理成膜法成膜含有氧化锌和氧化锡的非晶质膜之后，在氧存在下，进行后处理工序，使膜面的温度成为成膜时的基板温度以上的温度的方法。 
通过成为这样的方法，可以控制半导体薄膜中的载流子浓度，同时制造如上所述的半导体薄膜。 
另外，本发明中的薄膜晶体管可以成为具有如上所述的半导体薄膜的构成。 
如上所述，如果利用本发明，则可以提供能够在玻璃基板或树脂基板等上在较宽的温度范围内形成，而且相对可见光稳定，难以发生误动作，漏电流小的出色的构成场效应型晶体管的半导体薄膜。另外，本发明的半导体薄膜可以以较低温度形成，所以，可以提供在树脂基板上形成且具有挠曲性的薄膜晶体管等。 
附图说明
图1是概略地表示本发明中的薄膜晶体管的第一实施方式的示意图。 
图2是概略地表示本发明中的薄膜晶体管的第二实施方式的示意图。 
图中，1-薄膜晶体管，40-透明半导体薄膜。 
具体实施方式
以下对本发明的优选实施方式进行说明。 
[第一实施方式] 
首先，对本发明中的薄膜晶体管的第一实施方式进行说明。 
其中，图1是概略地表示本发明中的薄膜晶体管的第一实施方式的示意图。 
在附图的例子中，作为场效应型晶体管的薄膜晶体管1在玻璃基板60上离间漏电极10和源电极20形成，同时形成透明半导体薄膜40，使其与漏电极10和源电极20的各至少一部分接触，进而，在透明半导体薄膜40上依次形成栅绝缘膜50、栅电极30，从而构成为顶部栅极型的薄膜晶体管1。 
在本实施方式中，作为基板60，可以没有限制地使用Si晶片基板、玻璃基板、树脂基板等在该种薄膜晶体管中通常使用的基板，从耐热性的观点出发，优选使用Si晶片基板或玻璃基板。 
另外，对形成栅电极30、源电极20、漏电极10的各电极的材料没有特别限制，在不失去本实施方式的效果的范围内，可以任意地选择通常使用的材料。例如，可以使用ITO、IZO、ZnO、SnO2等透明电极或Al、Ag、Cr、Ni、Mo、Au、Ti、Ta等金属电极或含有它们的合金的金属电极。 
栅电极30、源电极20、漏电极10的各电极也可以成为层叠不同的二层以上的导电层而成的多层结构，在附图的例子中，各电极30、20、10分别由第一导电层31、21、11和第二导电层32、22、12构成。 
另外，对形成栅绝缘膜50的材料没有特别限制。在不失去本实施方式的发明效果的范围内，可以任意选择通常使用的材料。例如可以使用SiO2、SiNx、Al2O3、Ta2O5、TiO2、MgO、ZrO2、CeO2、K2O、Li2O、Na2O、Rb2O、8c2O3、Y2O3、Hf2O3、CaHfO3等氧化物。其中，优选使用SiO2、SiNx、Al2O3、Y2O3、Hf2O3、CaHfO3，更优选为SiO2、SiNx、Y2O3、Hf2O3、CaHfO3，特别优选为SiO2、SiNx。这些氧化物的氧数不一定与化学计量比一致(例如可以为SiO2，也可以为SiOx)。 
这样的栅绝缘膜50也可以为层叠不同的2层以上的绝缘膜的结构。另外，栅绝缘膜50可以为含有结晶物质、含有多结晶、非晶质的任意一种，但优选为含有工业上容易制造的多结晶或非晶质，作为非晶质的栅绝缘膜与作为非晶质膜的透明半导体层的粘附性好，所以特别优选。 
在本实施方式中，透明半导体薄膜40由含有氧化锌和氧化锡的非晶质构成，形成为电阻率10～107Ωcm、利用霍耳测定求得的载流子密度10 +17cm-3以下、霍尔迁移率2cm2/V·sec以上、导带和价电子带的能带间隙2.4eV以上。 
这样的含有氧化锌和氧化锡的非晶质膜容易在宽温度范围内制作，而且由于成为非晶质膜而变得容易以大面积表现出均匀的物性，所以在显示面板等用途中特别优选。 
此外，可以通过利用X射线衍射观察没有出现明确的峰，来确认为非晶质膜。 
在此，如果电阻率小于10，则在构成薄膜晶体管1等元件时，发生漏电流而且变成正常导通，或者on-off比变小，由此有可能不能发挥出良好的晶体管性能。另一方面，如果电阻率大于107，则有可能薄膜晶体管1的阈值电压变高或者变动，在驱动时必须施加过大的电压。 
为了更有效地避免这样的不良情形，电阻率优选为102～106Ωcm，特别优选为103～105Ωcm。 
在此，如果载流子密度变得大于10+17cm-3，则在构成薄膜晶体管1等元件时，发生漏电流而且变成正常导通，或者on-off比变小，由此有可能不能发挥出良好的晶体管性能。为了更有效地避免这样的不良情形，载流子密度优选为10+16cm-3以下，更优选为10+15cm-3以下，特别优选为10+14cm-3以下。 
另外，如果霍尔迁移率小于2cm2/Vs，则薄膜晶体管1的场效应迁移率变小，在用作驱动显示元件的开关元件时，与无定形硅一样，有可能开关速度慢，不能迎合高速的动画显示。为了更有效地避免这样的不良情形，霍尔迁移率优选为5cm2/Vs以上，更优选为8cm2/Vs以上，进而优选为11cm2/Vs以上，特别优选为14cm2/Vs以上。 
这样，通过使透明半导体薄膜40形成为载流子密度10+17cm-3以下、霍尔迁移率2cm2/Vs以上，可以得到场效应迁移率和on-off比高、另外显示出正常关闭而且夹断明确的、代替以往的使用无定形硅的场效应型晶体管的、可以大面积化的新型出色的场效应型晶体管。 
另外，如果能带间隙小于2.4eV，则在照射可见光时，价电子带的电 子被激发，显示出电导性，有可能容易发生漏电流。为了更有效地避免这样的不良情形，能带间隙优选为2.6eV以上，进而优选为2.8eV以上，更优选为3.0eV以上，特别优选为3.2eV以上。 
另外，透明半导体薄膜40的电阻率通常为10-1～10+8Ωcm，优选为100～10+7Ωcm，更优选为10+1～10+6Ωcm，进而优选为10+1～10+5Ωcm，特别优选为10+2～10+4Ωcm。 
另外，透明半导体薄膜40优选为非退化半导体薄膜，如果为退化半导体，有可能不能以低浓度将载流子浓度控制在稳定定期。 
在此，非退化半导体薄膜是指载流子浓度依赖于温度而发生变化的半导体薄膜，与此相对，退化半导体薄膜是指载流子浓度不依赖于温度而显示出一定的值的半导体薄膜。该载流子浓度的温度依赖性可以从霍耳测定求得。 
另外，半导体薄膜50中含有的锌[Zn]与锡[Sn]之间的原子比为(Zn/(Zn+Sn))可以为0.40～0.95。 
如果原子比(Zn/(Zn+Sn))小于0.40，锌的含有率少，则有可能过剩存在的锡的价数变化，从而难以调节载流子密度。另外，在成膜时的温度或后处理的温度低时，霍尔迁移率可能会变低。 
另一方面，如果原子比(Zn/(Zn+Sn))变得大于0.95，锌的含有率变得过剩，则有可能氧化锌部分地发生结晶化，从而特性中产生不均。 
在本实施方式中，为了更有效地避免这样的不良情形，原子比(Zn/(Zn+Sn))优选为0.51～0.94，更优选为0.67～0.93，进而优选为0.68～0.92，特别优选为0.7～0.9。 
另外，在半导体薄膜50中含有氧化锌和氧化锡时，相对半导体薄膜50中的氧以外的全部原子，锌和锡的总原子比优选为0.5以上，如果小于0.5，则有可能不能形成利用锌和锡的导电路径，从而迁移率低下。 
为了更有效地避免这样的不良情形，所述原子比更优选为0.7以上，进而优选为0.8以上，特别优选为0.9以上。 
在此，在不破坏本实施方式的效果的范围内，优选在透明半导体薄膜40中含有氧化锌、氧化锡以外的第三金属元素或其化合物。 
作为第三金属元素[M]，可以举出3B族(B、Al、Ga、In、Ti)或3A 族(Sc、Y)或镧系元素(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu)。另外，其含量优选调节至原子比[M/(M+Zn+Sn)]为0～0.3，更优选为调节至0.0001～0.2，特别优选调节至0.01～0.1。 
另外，透明半导体薄膜40优选波长550nm下的透射率为75％以上。如果波长550nm下的透射率小于75％，则有可能半导体薄膜在像素电极部溢出时使透射率降低，亮度低下，或者色调变化。为了更有效地避免这样的不良情形，波长550nm下的透射率优选为80％以上，特别优选为85％以上。 
另外，透明半导体薄膜40的功函数优选为3.5～6.5eV。如果功函数小于3.5eV，则在与栅绝缘膜的界面发生电价的注入等，从而有可能发生漏电流等晶体管特性低下。另一方面，如果大于6.5eV，则在与栅绝缘膜的界面发生能量垒等，从而有可能夹断特性变差等晶体管特性低下。为了更有效地避免这样的不良情形，功函数优选为3.8～6.2eV，更优选为4.0～6.0eV，进而优选为4.3～5.7eV，特别优选为4.5～5.5eV。 
在本实施方式中，作为形成透明半导体薄膜40的成膜方法，除了喷射法、浸渍法、CVD法等化学成膜方法以外，也可以利用物理成膜方法。从载流子密度的控制或膜质的提高容易的观点出发，优选物理成膜方法。 
作为物理成膜方法，例如可以举出溅射法、真空蒸镀法、离子镀法、脉冲激光沉积法等，优选工业上批量生产率高的溅射法。 
作为溅射法，例如可以举出DC溅射法、RF溅射法、AC溅射法、ECR溅射法、对向靶溅射法等。其中，优选工业上批量生产率高、另外与RF溅射法相比容易降低载流子浓度的DC溅射法或AC溅射法。另外，为了抑制成膜引起的界面的劣化从而抑制漏电流或者提高on-off比等透明半导体薄膜40的特性，优选容易控制膜质的ECR溅射法或对向靶溅射法。 
使用溅射法的情况下，可以使用含有氧化锌和氧化锡的烧结靶，也可以使用含有氧化锌的烧结靶和含有氧化锡的烧结靶进行共溅射。另外，也可以边使用由锌或锡构成的金属靶或合金靶并导入氧等气体，边进行反应性溅射。 
从再现性、大面积的均匀性出发，优选使用含有氧化锌和氧化锡的烧结靶。 
在使用含有氧化锌和氧化锡的烧结靶的情况下，其相对密度通常为75％以上，优选为80％以上，更优选为85％以上，进而优选为90％以上，特别优选为95％以上。 
另外，含有氧化锌和氧化锡的烧结靶的体电阻通常为500Ωcm以下。进而，含有氧化锌和氧化锡的烧结靶优选含有平均粒径为20μm以下的由Zn2SnO4表示的尖晶石型结晶。 
含有氧化锌和氧化锡的烧结靶通常使用在1150℃以上烧结而成的烧结靶。如果使用低于1150℃的温度烧结而成的烧结靶，则靶中的氧原子的含量多，所以有可能成膜时的溅射腔中的氧原子数的控制变得困难，半导体薄膜的载流子浓度不稳定，偏差大。 
为了更有效地避免这样的不良情形，烧结靶优选使用在1200℃以上、更优选为1250℃以上、进而优选为1300℃以上烧结而成的烧结靶。 
使用溅射法的情况下，可达压力通常为5×10-2Pa以下，如果大于5×10-2Pa，则从气氛气体中的H2O等供给氢原子，迁移率可能会降低。 
为了更有效地避免这样的不良情形，可达压力优选为5×10-3Pa以下，进而优选为5×10-4Pa以下，特别优选为5×10-5Pa以下。 
另外，气氛气体中的水H2O或氢H2的浓度通常为1.2vol％以下。如果大于1.2vol％，则霍尔迁移率可能会降低。推测这是因为，氢H搅乱锌、锡、氧的键或者成为电荷迁移时的散射因数。 
为了更有效地避免这样的不良情形，气氛气体中的水H2O或氢H2的浓度优选为1.0vol％以下，更优选为0.1vol％以下，特别优选为0.01vol％以下。 
另外，在为了提高膜的透射率(透明性)等而导入氧的情况下，气氛气体中的氧分压通常为40×10-3Pa以下。如果气氛气体中的氧分压大于40×10-3Pa，则有可能霍尔迁移率降低或者霍尔迁移率或载流子浓度变得不稳定。这是因为，如果成膜时气氛气体中的氧过多，则晶格间取入的氧变多，成为散射的原因，或者容易从膜中脱离从而不稳定化。为了更有效地避免这样的不良情形，气氛气体中的氧分压优选为15×10-3Pa以下，更优选为7×10-3Pa以下，特别优选为1×10-3Pa以下。 
另外，在这样的成膜工序中，成膜时的基板温度通常为25～300℃。 如果基板温度低于25℃，则有可能电阻率变得过大，或者在构成晶体管时的场效应迁移率变小，或者驱动时的发热或周围温度引起特性低下。另外，如果大于300℃，则有可能电阻率变得过大，或者载流子密度变得过高，或者在构成晶体管时的场效应迁移率变小。 
为了更有效地避免这样的不良情形，基板温度优选为180～290℃，更优选为200～270℃。 
此外，在用溅射法大面积成膜的情况下，为了使其具有膜质的均匀性，优选采用固定基板的折弯器使其旋转、运用磁铁来扩展烧蚀范围等方法。 
在结束这样的成膜工序之后，在本实施方式中，可以优选相对用物理成膜法成膜的含有氧化锌和氧化锡的薄膜，通过在氧存在下实施后处理，使膜面的温度成为成膜时的基板温度以上的温度，来控制透明半导体薄膜40中的载流子浓度。 
此时，热处理时的膜面的温度优选比成膜时的基板温度高100～270℃。如果该温度差小于100℃，则没有热处理效果，如果高于270℃，则有可能基板发生变形或者半导体薄膜界面变质从而半导体特性低下。为了更有效地避免这样的不良情形，更优选热处理时的膜面的温度比成膜时的基板温度高130～240℃，特别优选高160～210℃。 
此外，还有在成膜时控制氧等气体成分的浓度，从而控制载流子浓度的方法，在这样的方法中，霍尔迁移率可能会降低。推测这是因为，为了控制载流子而导入的气体成分成为取入到膜中的散射因数。 
这样的后处理工序可以没有限制地利用臭氧处理、热处理、激光退火等，在氧存在下，膜的温度优选成为成膜时的基板温度以上，通常实施处理，从而成为100～500℃。如果处理温度低于100℃，则有可能效果变得不充分，如果高于500℃，则有可能给基板带来损伤。为了有效地避免这样的不良情形，后工序中的处理温度优选为150～400℃，特别优选为200～290℃。 
在本实施方式中，薄膜晶体管1的场效应迁移率通常为10cm2/Vs以上。如果场效应迁移率小于10cm2/Vs，则开关速度可能变慢。为了更有效地避免这样的不良情形，场效应迁移率优选为13cm2/Vs以上，更优选为18cm2/Vs以上，进而优选为30cm2/Vs以上，特别优选为50cm2/Vs以 上。 
另外，薄膜晶体管1的on-off比通常为103以上，优选为104以上，更优选为105以上，进而优选为106以上，特别优选为107以上。 
另外，优选阈值电压(Vth)为正且成为正常关闭(normally-off)。如果阈值电压(Vth)为正且成为正常关闭，则消耗电力可能会变大。 
[第二实施方式] 
接着，对本发明中的薄膜晶体管的第二实施方式进行说明。 
此外，图2是概略地表示本发明中的薄膜晶体管的第二实施方式的示意图。 
在附图的例子中，薄膜晶体管1在玻璃基板60上形成的栅电极30上，依次层叠栅绝缘膜B52和栅绝缘膜A51，进而，在其上形成透明半导体薄膜40。接着，在该透明半导体薄膜40上的两侧，形成源电极20和漏电极10，从而构成底部栅极型的薄膜晶体管1。 
在所述的第一实施方式中，举出了顶部栅极型的薄膜晶体管的例子，而作为薄膜晶体管的类型，如本实施方式，也可以成为底部栅极型的薄膜晶体管。 
如果成为如第一实施方式的顶部栅极型的薄膜晶体管，则由于栅绝缘膜50的成膜，透明半导体薄膜40的表面(界面)有时发生劣化，为了避免这种现象，优选如本实施方式的底部栅极型。另外，如果成为如本实施方式的底部栅极型的薄膜晶体管，则由于透明半导体薄膜40的成膜，栅绝缘膜(栅绝缘膜A51)的表面(界面)有时发生劣化，为了避免这种现象，优选如第一实施方式的顶部栅极型。 
在实施方式中，透明半导体薄膜40可以与所述同样地进行形成，除了成为底部栅极型的薄膜晶体管以外，与第一实施方式相同，所以省略对其他结构的详细说明。 
实施例 
以下举出具体的实施例，更详细地说明本发明。 
[实施例1] 
(1)溅射靶的制造及评价 
1.靶的制造 
作为原料，混合平均粒径为2.0μm的氧化锌和0.6μm的氧化锡，将其向湿式球磨机供给，混合粉碎72小时，得到原料微粉末。 
在对得到的原料微粉末进行造粒之后，加压成型为直径10cm、厚5mm的尺寸，将其放入烧成炉，在氧气加压下，在1,400℃、48小时的条件下进行烧成，得到烧结体(靶)。此时，升温速度为3℃/分。 
2.靶的评价 
对得到的靶测定密度。结果，理论相对密度为86％。 
(2)透明半导体薄膜的成膜 
将在所述(1)中得到的溅射靶安装于作为DC溅射法之一的DC磁控溅射法的成膜装置，在玻璃基板(Conning1737)上成膜透明导电膜。 
作为此时的溅射条件，为基板温度200℃、可达压力；5×10-5Pa、气氛气体；Ar100％、溅射压力(总压)；)0.4Pa、可达压力；5×10-5Pa、基板温度200℃、投入电力100W、成膜时间20分钟。 
结果，得到在玻璃基板上形成有膜厚约为100nm的透明导电性氧化物的透明导电玻璃。 
此外，用ICP法分析得到的膜组成，结果原子比[Zn/(Zn+Sn)]为0.60，原子比[Sn/(Zn+Sn)]为0.40。 
(3)透明半导体薄膜的氧化处理 
在大气中(氧存在下)、280℃、加热(大气下热处理)2小时在所述(2)中得到的透明半导体薄膜，由此进行氧化处理。 
(4)透明半导体薄膜的物性的评价 
利用霍耳测定装置测定在所述(3)中得到的透明半导体薄膜的载流子浓度以及霍尔迁移率。载流子浓度为1.2×1014cm-3、霍尔迁移率为35cm2/Vs。另外，利用四端子法测定的电阻率为1.2×103Ωcm。 
此外，利用X射线衍射确认为非晶质膜。 
霍耳测定装置及其测定条件如下所述。 
霍耳测定装置：Resi Test8310(东阳テクニカ制) 
测定条件：AC霍耳测定、测定温度300K、磁场0.45Tesla 
进而，对该透明导电性氧化物的透明性，利用分光光度计，相对波长550nm下的光线的光线透射率为88％，透明性也出色。另外，能带间隙足够大，为3.3eV。
另外，使用与所述大致相同的半导体膜，作成将SiNx膜作为栅绝缘膜的底部栅极型薄膜晶体管，结果显示出明确的夹断特性，稳定地驱动。另外，经时变化也少。 
[实施例2～6、比较例1、2] 
将原料的组成比、成膜条件、氧化处理条件调节成如表1所示，除此以外，与实施例1同样地进行制作评价。结果一起表示于表1。 
[表1] 
Figure DEST_PATH_G200680042994701D00011
此外，在实施例2、3中，将锌和锡与作为第三金属元素的Ga调节成除了氧以外的薄膜中的原子比[Ga/(Ga+Zn+Sn)]成为0.05，在该半导体薄膜中也可以确认具有相同的效果。 
[比较例1、2] 
如表1所示地调节原料的组成比、成膜条件、氧化处理条件，除此以外，与实施例1同样地制作评价。结果一起显示于表1。 
以上对本发明，以优选实施方式进行了说明，但不必说，本发明不限定于所述的实施方式，可以在本发明的范围内实施各种变更。 
例如，在所述的实施方式中，举出了薄膜晶体管的例子，而本发明中 的半导体薄膜可以适用于各种场效应型晶体管。 
产业上的可利用性 
本发明中的半导体薄膜可以广泛用作在薄膜晶体管等场效应型晶体管中使用的半导体薄膜。 

Claims (5)

1.一种半导体薄膜，其由含有氧化锌和氧化锡的非晶质膜构成，其特征在于，
所述半导体薄膜是电阻率为102～106Ωcm、载流子密度为10+17cm-3以下、霍尔迁移率为2cm2/V·sec以上、能带间隙为2.4eV以上的非退化半导体薄膜。
2.根据权利要求1所述的半导体薄膜，其特征在于，
所述非晶质膜中的锌[Zn]与锡[Sn]的原子比为Zn/(Zn+Sn)＝0.40～0.95。
3.根据权利要求1或2所述的半导体薄膜，其特征在于，
波长550nm下的透射率为75％以上。
4.根据权利要求1或2所述的半导体薄膜，其特征在于，
功函数为3.5～6.5eV。
5.一种薄膜晶体管，其特征在于，
具有：权利要求1或2所述的半导体薄膜。
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