CN109906211B - 氧化物烧结材料及其制造方法、溅射靶和制造半导体器件的方法 - Google Patents

氧化物烧结材料及其制造方法、溅射靶和制造半导体器件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供：一种包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相的氧化物烧结材料，其中由所述ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度大于等于0.01且小于0.7；一种用于制造所述氧化物烧结材料的方法；以及一种用于制造半导体器件的方法，所述半导体器件包含使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶而形成的氧化物半导体膜。

Description

氧化物烧结材料及其制造方法、溅射靶和制造半导体器件的 方法
技术领域
本发明涉及氧化物烧结材料及其制造方法、溅射靶和制造半导体器件的方法。本申请要求2016年11月4日提交的日本专利申请日本特愿2016-216263号的优先权，所述申请的全部内容通过参考并入本文。
背景技术
以往，非晶硅(a-Si)膜主要用作半导体膜，所述半导体膜在液晶显示装置、薄膜EL(电致发光)显示装置、有机EL显示装置等中起到半导体器件、例如TFT(薄膜晶体管)的通道层的作用。
近年中，作为代替a-Si的材料，注意力已集中于含有铟(In)、镓(Ga)和锌(Zn)的复合氧化物、即基于In-Ga-Zn的复合氧化物(也被称为“IGZO”)。期待这些基于IGZO的氧化物半导体具有比a-Si更高的载流子迁移率。
例如，日本特开2008-199005号公报(专利文献1)公开了主要由IGZO构成的氧化物半导体膜，其通过使用氧化物烧结材料作为靶的溅射方法来形成。
日本特开2008-192721号公报(专利文献2)公开了含有In和钨(W)的氧化物烧结材料作为适合用于通过溅射方法等形成氧化物半导体膜的材料。
此外，日本特开平09-071860号公报(专利文献3)公开了一种含有In和Zn的氧化物烧结材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-199005号公报
专利文献2：日本特开2008-192721号公报
专利文献3：日本特开平09-071860号公报
发明内容
根据本发明的一个实施方式，氧化物烧结材料包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相，并且由所述ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度大于等于0.01且小于0.7。
根据本发明的另一个实施方式，溅射靶包含上述实施方式的氧化物烧结材料。
根据本发明的又一个实施方式，用于制造包含氧化物半导体膜的半导体器件的方法包含以下工序：准备上述实施方式的溅射靶；以及使用所述溅射靶通过溅射方法形成所述氧化物半导体膜。
根据本发明的又一个实施方式，用于制造上述实施方式的氧化物烧结材料的方法包含通过烧结含有铟、钨和锌的成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序。形成所述氧化物烧结材料的工序包含将所述成型体在选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的恒定的第一温度下放置30分钟以上。
附图说明
图1A是示意平面图，示出了本发明的一个实施方式的示例性半导体器件；
图1B是沿着图1A中示出的直线IB-IB获取的示意剖视图；
图2是示意剖视图，示出了本发明的一个实施方式的另一个示例性半导体器件；
图3是示意剖视图，示出了本发明的一个实施方式的又一个示例性半导体器件；
图4A是示意剖视图，示出了用于制造在图1A和1B中示出的半导体器件的示例性方法；
图4B是示意剖视图，示出了用于制造在图1A和1B中示出的半导体器件的示例性方法；
图4C是示意剖视图，示出了用于制造在图1A和1B中示出的半导体器件的示例性方法；
图4D是示意剖视图，示出了用于制造在图1A和1B中示出的半导体器件的示例性方法；
图5A是示意剖视图，示出了用于制造在图2中示出的半导体器件的示例性方法；
图5B是示意剖视图，示出了用于制造在图2中示出的半导体器件的示例性方法；
图5C是示意剖视图，示出了用于制造在图2中示出的半导体器件的示例性方法；并且
图5D是示意剖视图，示出了用于制造在图2中示出的半导体器件的示例性方法。
详细描述
[本公开所要解决的问题]
如专利文献1中所述，包含基于IGZO的氧化物半导体膜作为通道层的TFT具有其场效应迁移率低至约10cm2/Vs的问题。
尽管专利文献2提出了一种包含使用含有In和W的氧化物烧结材料形成的氧化物半导体膜作为通道层的TFT，但对所述TFT的可靠性没有进行调查。
使用专利文献3中所述的氧化物烧结材料形成的薄膜是一种透明导电膜，其与例如用作TFT的通道层的半导体膜相比具有更低的电阻。
在使用氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法中，希望减少溅射时的异常放电，并且也希望使用孔隙(空穴)量较少的氧化物烧结材料作为溅射靶。对于在专利文献3中描述的氧化物烧结材料而言，除非所述氧化物烧结材料在较高的烧结温度下制备，否则不可能减少孔隙的量。然而，如果将烧结温度设置为较高温度，则升高温度所需的时间和降低温度所需的时间变得更长，并且为了在较高温度下维持烧结气氛，需要更多的电能，从而降低生产率。此外，如果将烧结温度设置为较高温度，则包含在原料中的钨氧化物可能蒸发，因此所得到的氧化物烧结材料可能不含W。
此外，根据专利文献2中描述的发明，不能得到具有高烧结密度(烧结后的氧化物烧结材料的表观密度)的氧化物烧结材料，结果是所述氧化物烧结材料中的孔隙数非常多。
本发明的一个目的是提供一种含有In、W和Zn的氧化物烧结材料，其能够在溅射时减少异常放电并减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。另一个目的是提供一种用于制造所述氧化物烧结材料的方法，其即使在较低烧结温度下也能制造所述氧化物烧结材料。
又一个目的是提供一种包含所述氧化物烧结材料的溅射靶，和一种用于制造包含使用所述溅射靶形成的氧化物半导体膜的半导体器件的方法。
[本公开的有利效果]
根据上文中的描述，可以提供一种氧化物烧结材料，其能够减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中包含的孔隙的量。此外，根据上文中的描述，可以提供一种即使在较低烧结温度下也能制造所述氧化物烧结材料的方法。
[实施方式描述]
首先，将在后文中列举并描述本发明的实施方式。
[1]本发明的一个实施方式的氧化物烧结材料包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相，并且由所述ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度大于等于0.01且小于0.7。根据所述氧化物烧结材料，能够减少溅射时的异常放电并且减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。本实施方式的氧化物烧结材料可以被适合地用作用于形成半导体器件中包含的氧化物半导体膜(例如充当通道层的氧化物半导体膜)的溅射靶。
[2]在本实施方式的氧化物烧结材料中，所述In2O3晶相的含量优选大于等于25质量％且小于98质量％，并且所述Zn4In2O7晶相的含量优选大于等于1质量％且小于50质量％，这在减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
[3]在本实施方式的氧化物烧结材料中，所述ZnWO4晶相的含量优选大于等于0.001质量％且小于10质量％，这在减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
[4]在本实施方式的氧化物烧结材料中，所述氧化物烧结材料中的相对于铟、钨和锌的总量的钨的含量优选大于0.001原子％且小于20原子％，并且所述氧化物烧结材料中的相对于铟、钨和锌的总量的锌的含量优选大于1.2原子％且小于40原子％，这在减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
[5]在本实施方式的氧化物烧结材料中，所述氧化物烧结材料中的锌的含量对钨的含量之比以原子比计优选大于1且小于20000，这在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
[6]本实施方式的氧化物烧结材料还可以包含锆(Zr)。在这种情况下，所述氧化物烧结材料中的相对于铟、钨、锌和锆的总量的锆的含量以原子比计优选为0.1ppm以上且200ppm以下，对于使用本实施方式的氧化物烧结材料作为溅射靶而制造的半导体器件来说，这在即使将其在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的方面是有利的。
[7]本发明的另一个实施方式的溅射靶包含上述实施方式的氧化物烧结材料。根据本实施方式，由于所述溅射靶包含上述实施方式的氧化物烧结材料，因此能够减少溅射时的异常放电。此外，根据本实施方式的溅射靶，由于孔隙的量减少，因此能够提供具有例如即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的优异特性的半导体器件。
[8]本发明的又一个实施方式的用于制造半导体器件的方法为一种用于制造包含氧化物半导体膜的半导体器件的方法，所述方法包含以下工序：准备上述实施方式的溅射靶；以及使用所述溅射靶通过溅射方法形成所述氧化物半导体膜。根据本实施方式的制造方法，由于使用上述实施方式的溅射靶通过溅射方法形成所述氧化物半导体膜，因此所述半导体器件能够表现出优异特性，例如即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率。对所述半导体器件没有特别限制，并且作为优选实例，可以举出包含使用上述实施方式的溅射靶通过溅射方法形成的氧化物半导体膜作为通道层的TFT(薄膜晶体管)。
[9]本发明的又一个实施方式的用于制造氧化物烧结材料的方法为一种用于制造上述实施方式的氧化物烧结材料的方法，所述方法包含通过烧结含有铟、钨和锌的成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序。形成所述氧化物烧结材料的工序包含将所述成型体在选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的恒定的第一温度下放置30分钟以上，这在高效地制造上述实施方式的氧化物烧结材料的方面是有利的。
[10]在上述实施方式的用于制造氧化物烧结材料的方法中，形成所述氧化物烧结材料的工序依下述顺序包含：将所述成型体在所述第一温度下放置30分钟以上，以及将所述成型体在含氧气氛中在第二温度下放置，所述第二温度大于等于800℃且小于1200℃、并且高于所述第一温度，这在减少所要得到的氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
[实施方式详述]
[第一实施方式：氧化物烧结材料]
本实施方式的氧化物烧结材料含有In、W和Zn作为金属元素，并包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相。在本实施方式的氧化物烧结材料中，由ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度大于等于0.01且小于0.7。根据所述氧化物烧结材料，能够减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。
在本说明书中，术语“In2O3晶相”是指主要含有In和氧(O)的铟氧化物的晶体。更具体来说，所述In2O3晶相是具有JCPDS(粉末衍射标准联合委员会(Joint Committee forPowder Diffraction Standards))卡片6-0416中所定义的晶体结构的方铁锰矿晶相，也被称为稀土氧化物C型相(或C-稀土结构相)。只要所述In2O3晶相表现出上述晶系，则即使其晶格常数由于氧的缺乏、或者元素In和/或元素W和/或元素Zn的固溶或缺乏、或者其它金属元素的固溶而变化也无妨。
在本说明书中，“Zn4In2O7晶相”是指主要含有Zn、In和O的复合氧化物的晶体。更具体来说，所述Zn4In2O7晶相是具有被称为同型结构的层叠结构的晶相，并具有由空间群P63/mmc(194)表示的晶体结构和由JCPDS卡片00-020-1438所定义的晶体结构。只要所述Zn4In2O7晶相表现出上述晶系，则即使其晶格常数由于氧的缺乏、或者元素In和/或元素W和/或元素Zn的固溶或缺乏、或者其它金属元素的固溶而变化也无妨。
在本说明书中，术语“ZnWO4晶相”是指主要含有Zn、W和O的复合氧化物的晶体。更具体来说，所述ZnWO4晶相是具有由空间群P12/c1(13)表示的晶体结构并且具有在JCPDS卡片01-088-0251中所定义的晶体结构的钨酸锌化合物晶相。只要所述ZnWO4晶相表现出上述晶系，则即使其晶格常数由于氧的缺乏、或者元素In和/或元素W和/或元素Zn的固溶或缺乏、或者其它金属元素的固溶而变化也无妨。
上述的每种晶相可以通过X射线衍射来鉴定。换句话说，在本实施方式的氧化物烧结材料中，所有In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶体的存在可以通过X射线衍射来确认。此外，X射线衍射可用于测定所述Zn4In2O7晶相的晶格常数、所述In2O3晶相的晶面间距。
X射线衍射可以在下述条件或等效条件下进行测定。
(X射线衍射的测定条件)
θ-2θ方法，
X射线源：Cu Kα射线，
X射线管电压：45kV，
X射线管电流：40mA，
步进宽度：0.02°，
步进时间：1秒/步，
测定范围2θ：10°至80°。
由于本实施方式的氧化物烧结材料包含In2O3晶相和Zn4In2O7晶相，因此在减少溅射时的异常放电方面是有利的。可能的原因可能是所述Zn4In2O7晶相的电阻小于所述In2O3晶相。为了减少溅射时的异常放电，所述氧化物烧结材料中的In2O3晶相和Zn4In2O7晶相的总含量优选为80质量％以上，更优选为85质量％以上。
由于本实施方式的氧化物烧结材料包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相，并且由ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度大于等于0.01且小于0.7，因此在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。可能的原因可能是所述ZnWO4晶相在烧结工序中起到促进烧结的作用。
由ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度可以通过如下方式求出：使用SEM(扫描二次电子显微镜)观察由ZnWO4晶相构成的晶粒并对拍摄到的图像进行处理。详情讨论如下。
首先，在观察由ZnWO4晶相构成的晶粒之前，应该确定构成所述氧化物烧结材料的晶粒的晶相。如上所述，通过X射线衍射方法来鉴定本实施方式的氧化物烧结材料中的In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相(即确认每种晶相的存在)。
然后，从所述氧化物烧结材料的一部分获取样品，并通过抛光使所述样品的表面平滑。接下来，使用SEM-EDX(带有能量色散X射线荧光发射光谱仪的扫描二次电子显微镜)，从而通过SEM(扫描二次电子显微镜)观察样品的所述表面并通过EDX(能量色散X射线荧光发射光谱仪)分析每种晶粒中的金属元素的组成比。然后，基于所述晶粒中的金属元素的组成比的倾向性，将所述晶粒分组。具体来说，将所述晶粒分类为：组A，其中所述晶粒具有比后述的组B中更高的Zn含量(相对于In、W和Zn的总量的Zn的含量(原子％))和比后述的组C中更低的W含量(相对于In、W和Zn的总量的W的含量(原子％))；组B(高铟含量晶相)，其中所述晶粒具有非常低的Zn含量或不含Zn，并且具有比组A中更高的In含量(相对于In、W和Zn的总量的In的含量(原子％))；以及组C，其中所述晶粒具有比上述的组B中更高的Zn含量(相对于In、W和Zn的总量的Zn的含量(原子％))和比上述的组A中更高的W含量(相对于In、W和Zn的总量的W的含量(原子％))。
由此，确定了组B中的晶粒由In2O3晶相构成，组A中的晶粒由Zn4In2O7晶相构成，并且组C中的晶粒由ZnWO4晶相构成。
每个晶粒可以是单晶，但不限于此，并且每个晶粒可以由多个微晶聚集而成。
接下来，通过如下方式求出由ZnWO4晶相构成的晶粒(组C中的晶粒)的圆度。当在使用了SEM-EDX的表面分析中的SEM观察中使用背散射电子组成图像时，包含由ZnWO4晶相构成的晶粒的组C被观察为比组A和组B更浅的白色(最浅的灰色，其在后文中被简称为白色)区域，组A被观察为最深的灰色区域，组B被观察为比组C更深但比组A更浅的浅灰色区域。
在3000倍的放大率下拍摄的背散射电子组成图像中被观察为白色的区域，被定义为包含所述ZnWO4晶相的晶粒的区域。通过将由ZnWO4晶相的晶粒构成的区域设置为白色并将其它区域设置为黑色，将所述背散射电子组成图像二值化。在不同的观察野下得到三个二值化图像。然后，从每个图像中选择3个占据相对较大面积的白色晶粒，由此选择总共9个白色晶粒。通过ImageJ软件(由Wayne Rasband开发的开源软件；在下文中同样适用)分析所选的9个白色晶粒中的每一个的形状，由此计算每个白色晶粒的圆度。圆度也被称为圆形度。某个粒子的圆度被定义为(该粒子占据的面积×4π)/(该粒子的周长的平方)。换句话说，圆度通过如下方式计算：用粒子的实际占据面积除以与实际测定的所述粒子的周长具有相同周长的完美圆所占据的面积。换句话说，当所述圆是完美圆时，其圆度为1.0，并且当所述值减小时，所述粒子的形状变形成多边形形状。
在本说明书中，表述“由ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度大于等于0.01且小于0.7”是指当从所选的9个白色晶粒得到的圆度被四舍五入到小数点后第三位时，9个白色晶粒中的每一个的圆度都在大于等于0.01且小于0.7的范围内。该圆度范围表明由ZnWO4晶相构成的晶粒是不定形状的。例如，当通过相同方法分析在背散射电子组成图像中具有接近于圆的形状的由In2O3晶相构成的晶粒的圆度时，其圆度通常在0.7以上且1.0以下的范围内。当在背散射电子组成图像中晶粒具有接近于圆的形状时，认为所述晶粒在三维上是球形的。在本实施方式的氧化物烧结材料中，由ZnWO4晶相构成的晶粒在所述背散射电子组成图像中的圆度小于由In2O3晶相构成的晶粒，换句话说，由ZnWO4晶相构成的晶粒不是球形的。
根据对由本实施方式的氧化物烧结材料得到的背散射电子组成图像的观察，至少一部分由ZnWO4晶相构成的晶粒以填充由In2O3晶相构成的晶粒与由Zn4In2O7晶相构成的晶粒之间的间隙的形式存在。当由ZnWO4晶相构成的晶粒以这种状态存在时，其形状可能是不定形状的。
由ZnWO4晶相构成的晶粒以填充由In2O3晶相构成的晶粒与由Zn4In2O7晶相构成的晶粒之间的间隙的形式存在的原因在于，由ZnWO4晶相构成的晶粒在烧结工序中软化或熔化，并且随着烧结工序的进展，它们填充到由In2O3晶相构成的晶粒与由Zn4In2O7晶相构成的晶粒之间的间隙中。有可能所述ZnWO4晶相能够在烧结工序中充当助剂以促进烧结。
在所述氧化物烧结材料中，所述In2O3晶相的含量优选大于等于25质量％且小于98质量％，并且所述Zn4In2O7晶相的含量优选大于等于1质量％且小于50质量％，这在减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。所述In2O3晶相的含量是指在将通过后述的X射线衍射测定检测到的全部晶相的总量设为100质量％时的所述In2O3晶相的比率(质量％)。这同样适用于其它晶相。
当所述In2O3晶相的含量为25质量％以上时，在减少溅射时的异常放电的方面是有利的，并且当所述In2O3晶相的含量小于98质量％时，在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
为了减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙的量，所述In2O3晶相的含量更优选为70质量％以上且95质量％以下，进一步优选为75质量％以上且90质量％以下。
当所述Zn4In2O7晶相的含量为1质量％以上时，在减少溅射时的异常放电的方面是有利的，并且当所述的Zn4In2O7晶相的含量小于50质量％时，在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
为了减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙的量，所述Zn4In2O7晶相的含量更优选为5质量％以上且30质量％以下，进一步优选为9质量％以上且20质量％以下。
所述Zn4In2O7晶相在烧结工序中生长成纺锤形，因此，作为纺锤形晶粒存在于所述氧化物烧结材料中。与圆形晶粒的聚集体相比，所述纺锤形晶粒的聚集体倾向于在所述氧化物烧结材料中生成更多孔隙。因此，Zn4In2O7晶相的含量优选小于50质量％。另一方面，如果所述Zn4In2O7晶相的含量过小，则所述氧化物烧结材料的电阻增大，导致溅射时的电弧放电频次提高。因此，所述Zn4In2O7晶相的含量优选为1质量％以上。
在烧结工序中，由ZnWO4晶相构成的晶粒填充所述纺锤形粒子之间的间隙，由此能够减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。
所述氧化物烧结材料中每种晶相的含量可以通过使用了X射线衍射的RIR方法(参考强度比)来计算。通常，RIR方法根据每种晶相的最强线的积分强度比和ICDD卡片中描述的RIR值对所述含量进行定量，但在例如本实施方式的氧化物烧结材料的难以分离最强线的峰的复合氧化物情况下，首先选择每种化合物的清楚地分离的X射线衍射峰，然后由所述积分强度比和RIR值(或通过等效的方法)计算每种晶相的含量。在确定每种晶相的含量时实施的X射线衍射的测定条件与上述的测定条件相同或等效。
在所述氧化物烧结材料中，所述ZnWO4晶相的含量优选大于等于0.001质量％且小于10质量％，这在减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。所述ZnWO4晶相的含量更优选为0.01质量％以上，进一步优选为0.1质量％以上，以便减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量，并且更优选为5.0质量％以下，进一步优选为2.0质量％以下，以便减少溅射时的异常放电。
所述ZnWO4晶相的含量可以通过上述的使用了X射线衍射的RIR方法来计算。已发现与所述In2O3晶相和Zn4In2O7晶相相比，所述ZnWO4晶相具有更高的电阻率。因此，如果所述氧化物烧结材料中的ZnWO4晶相的含量过高，则在溅射时在所述ZnWO4晶相中可能发生异常放电。另一方面，如果所述ZnWO4晶相的含量小于0.001质量％，由ZnWO4晶相构成的晶粒难以填充由In2O3晶相构成的晶粒与由Zn4In2O7晶相构成的晶粒之间的间隙，由此难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。
在所述氧化物烧结材料中，所述氧化物烧结材料中的相对于In、W和Zn的总量的W的含量(在后文中也被称为“W含量”)优选大于0.001原子％且小于20原子％，并且所述氧化物烧结材料中的相对于In、W和Zn的总量的Zn的含量(在后文中也被称为“Zn含量”)优选大于1.2原子％且小于40原子％，这在减少溅射时的异常放电和所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。
所述W含量更优选为0.01原子％以上，进一步优选为0.08原子％以上，以便减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量，并且更优选为15原子％以下，进一步优选为5原子％以下，更进一步优选为2原子％以下，以便减少溅射时的异常放电。
当所述W含量大于0.001原子％时，在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。如上所述，如果形成由ZnWO4晶相构成的晶粒以填充所述纺锤形粒子之间的间隙，则能够减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。因此，希望在烧结时以高的分散度生成由ZnWO4晶相构成的晶粒，以便得到孔隙少的氧化物烧结材料。在烧结工序中，如果元素Zn和元素W高效地彼此发生接触，所述反应将被促进，从而可以形成由ZnWO4晶相构成的晶粒。因此，如果使所述烧结材料中的W含量大于0.001原子％，则元素Zn和元素W可能高效地彼此发生接触。如果W含量为0.001原子％以下，在包含通过使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法形成的氧化物半导体膜的半导体器件中，无法确认切换驱动。可能的原因可能是所述氧化物半导体膜的电阻过低。如果所述W含量为20原子％以上，所述氧化物烧结材料中的由ZnWO4晶相构成的晶粒的含量变得相对过高，不可能抑制以由ZnWO4晶相构成的晶粒作为起点的异常放电，其结果，难以减少溅射时的异常放电。
为了减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量，所述Zn含量更优选大于等于2.0原子％且小于30原子％，进一步优选大于5.0原子％且小于20原子％，更进一步优选大于10.0原子％且小于19原子％。
所述Zn含量优选大于1.2原子％且小于40原子％，以便减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。如果所述Zn含量为1.2原子％以下，将难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。如果所述Zn含量为40原子％以上，则所述氧化物烧结材料中的所述Zn4In2O7晶相的含量变得相对过高，将难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。
对于包含通过使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法形成的氧化物半导体膜的半导体器件来说，即使在高温下退火，所述Zn含量也具有维持高的场效应迁移率的效果。因此，所述Zn含量更优选为2.0原子％以上，进一步优选大于5.0原子％，更进一步优选大于10.0原子％。
所述氧化物烧结材料中的In、Zn和W的含量可以通过ICP发射光谱法来测定。Zn含量意味着以百分率表示的Zn的量/(In的量+Zn的量+W的量)，W含量意味着以百分率表示的W的量/(In的量+Zn的量+W的量)。每个量用原子数表示。
所述氧化物烧结材料中的Zn含量对W含量之比(在后文中也被称为“Zn/W比”)以原子比计优选大于1且小于20000，这在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量或减少异常放电方面是有利的。为了减少孔隙的量，所述Zn/W比更优选大于10且小于500，进一步优选大于15且小于300。
如上所述，如果形成作为在烧结工序中促进烧结的助剂的由ZnWO4晶相构成的晶粒以填充所述纺锤形粒子之间间隙，则能够减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。因此，希望在烧结时以高分散度生成所述ZnWO4晶相，以便得到孔隙少的氧化物烧结材料。在烧结工序中，如果元素Zn和元素W高效地彼此发生接触，则所述反应将被促进，从而可以形成所述ZnWO4晶相。
为了在烧结工序中生成高度分散的ZnWO4晶相，希望元素Zn以比元素W更大的量存在。因此，Zn/W比优选大于1。如果所述Zn/W比为1以下，所述ZnWO4晶相在烧结工序时不能以高分散度生成，从而难以减少孔隙的量。此外，如果所述Zn/W比为1以下，在烧结工序时Zn优先与W反应而形成所述ZnWO4晶相，使得用于形成Zn4In2O7晶相的Zn的量不足，结果，在所述氧化物烧结材料中不太可能形成Zn4In2O7晶相，所述氧化物烧结材料的电阻增加，导致烧结时的电弧放电频次提高。然而，如果所述Zn/W比为20000以上，所述氧化物烧结材料中的Zn4In2O7晶相的含量变得相对过高，将难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。
所述氧化物烧结材料可以还包含锆(Zr)。在这种情况下，所述氧化物烧结材料中的相对于In、W、Zn和Zr的总量的Zr的含量(在后文中也被称为“Zr含量”)以原子比计优选为0.1ppm以上且200ppm以下，对于使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶制造的半导体器件来说，这在即使将其在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的方面是有利的。
为了即使在高温下退火也能维持半导体器件的高的场效应迁移率，所述Zr含量更优选大于等于0.5ppm且小于100ppm，进一步优选大于等于2ppm且小于50ppm。
所述氧化物烧结材料中的Zr含量可以通过ICP发射光谱法来测定。Zr含量意味着Zr的量/(In的量+Zn的量+W的量+Zr的量)，其以百万分率来表示。每个量用原子数来表示。
[第二实施方式：制造氧化物烧结材料的方法]
为了高效制造第一实施方式的氧化物烧结材料，用于制造所述氧化物烧结材料的方法优选满足下述条件(1)和(2)中的任一者和下述条件(3)和(4)中的任一者。
条件(1)：包含通过烧结含有铟、钨和锌的成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序，并且形成所述氧化物烧结材料的工序包含将所述成型体在选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的恒定的第一温度下放置30分钟以上；
条件(2)：包含通过烧结含有铟、钨和锌的成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序，并且形成所述氧化物烧结材料的工序依下述顺序包含：将所述成型体在所述第一温度下放置30分钟以上，以及将所述成型体在含氧气氛中在第二温度下放置，所述第二温度优选大于等于800℃且小于1200℃、并且高于所述第一温度；
条件(3)：包含：制备锌氧化物粉末与铟氧化物粉末的初级混合物的工序，通过对所述初级混合物进行热处理来形成煅烧粉末的工序，制备包含所述煅烧粉末的原料粉末的次级混合物的工序，通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序，和通过烧结所述成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序；和
条件(4)：包含：制备铟氧化物粉末与钨氧化物粉末的初级混合物的工序，通过加热所述初级混合物来形成煅烧粉末的工序，制备包含所述煅烧粉末的原料粉末的次级混合物的工序，通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序，和通过烧结所述成型体来形成氧化物烧结材料的工序。
在上述条件(1)和(2)中的“将成型体在选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的恒定的第一温度下放置30分钟以上”可以是例如在所述通过烧结形成所述氧化物烧结材料的工序(烧结工序)中的加热过程。如上所述，为了得到孔隙量少的氧化物烧结材料，优选在所述烧结工序中生成高度分散的ZnWO4晶相，因此，将所述成型体在所述第一温度下放置30分钟以上，以便形成高度分散的ZnWO4晶相。此外，为了得到能够减少溅射时的异常放电的氧化物烧结材料，优选在所述烧结工序时生成Zn4In2O7晶相，因此，将所述成型体在所述第一温度下放置30分钟以上，以便形成高度分散的Zn4In2O7晶相。在将所述成型体在所述第一温度下放置以便生成高度分散的ZnWO4晶相的工序之后，通过将加热温度提高到所述烧结工序的最高温度以便促进烧结，能够得到包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相并具有少量孔隙的氧化物烧结材料。此外，通过将所述成型体在所述第一温度下放置，可以调节所述In2O3晶相中固溶的W和Zn的量，从而能够将Zn4In2O7晶相与ZnWO4晶相的比例调节到所需比例。
应该指出，在短语“选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的恒定的第一温度”中的术语“恒定的第一温度”不必限定于特定温度，它可以是具有幅度的温度范围。具体来说，如果选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的特定温度被称为T(℃)，则所述第一温度可以是例如T±50℃，优选为T±20℃，更优选为T±10℃，进一步优选为T±5℃，只要在500℃以上且1000℃以下的温度范围内即可。
在上述条件(1)和(2)中的含有In、W和Zn的成型体可以是含有作为氧化物烧结材料的原料粉末的铟氧化物粉末、钨氧化物粉末和锌氧化物粉末的成型体。在本实施方式的用于制造氧化物烧结材料的方法中，作为铟氧化物粉末，可以使用In2O3粉末。作为钨氧化物粉末，可以使用包含选自由WO3晶相、WO2晶相和WO2.72晶相构成的组中的至少一种晶相的氧化物粉末。作为锌氧化物粉末，可以使用ZnO粉末。
在上述条件(2)中的“将所述成型体在含氧气氛中在优选大于等于800℃且小于1200℃并且大于所述第一温度的第二温度下放置”是促进或完成所述烧结的工序。所述含氧气氛可以是空气气氛、氮气-氧气混合气氛、氧气气氛等。所述第二温度更优选为900℃以上且1195℃以下，进一步优选为1100℃以上且1190℃以下。如果所述第二温度为800℃以上，则在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的。如果所述第二温度小于1200℃，则在抑制所述氧化物烧结材料的变形从而使其适当地适合于溅射靶的方面是有利的。
在满足上述条件(3)的方法中，由锌氧化物粉末和铟氧化物粉末形成由含有Zn和In的复合氧化物构成的煅烧粉末，并将所述煅烧粉末用于形成含有铟氧化物粉末、钨氧化物粉末和锌氧化物粉末的成型体，然后将所述成型体烧结从而得到所述氧化物烧结材料。
所述煅烧粉末优选包含所述Zn4In2O7晶相。为了得到所述包含Zn4In2O7晶相的煅烧粉末，将作为铟氧化物粉末的In2O3粉末和作为锌氧化物粉末的ZnO粉末以使得In2O3:ZnO的摩尔比＝1:4的方式混合，以制备初级混合物，并将所述初级混合物在含氧气氛下热处理。所述含氧气氛可以是空气气氛、氮气-氧气混合气氛、氧气气氛等。所述热处理温度优选大于等于550℃且小于1300℃，更优选为1200℃以上。
根据包含形成包含Zn4In2O7晶相的煅烧粉末的工序、通过使用所述煅烧粉末来制备次级混合物的工序和通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序的方法，在通过烧结所述成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序(烧结工序)中，如果使元素Zn和元素W高效地彼此发生接触，所述反应将被促进，从而能够高效形成所述ZnWO4晶相。如上所述，考虑到了所述ZnWO4晶相起到用于促进烧结的助剂的作用。因此，如果在烧结时以高分散度形成所述ZnWO4晶相，则可能得到孔隙量少的氧化物烧结材料。换句话说，如果在形成ZnWO4晶相的同时进行烧结，能够得到孔隙量少的氧化物烧结材料。
此外，根据包含形成包含Zn4In2O7晶相的煅烧粉末的工序、使用所述煅烧粉末来制备次级混合物的工序和通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序的方法，所述Zn4In2O7晶相倾向于即使在烧结工序后仍残留在所述氧化物烧结材料中，从而能够得到高度分散有Zn4In2O7晶相的氧化物烧结材料。所述高度分散在氧化物烧结材料中的Zn4In2O7晶相能够有利地减少溅射时的异常放电。
在形成包含Zn4In2O7晶相的煅烧粉末后的制备所述次级混合物的工序中，可以将所述煅烧粉末与铟氧化物粉末(例如In2O3粉末)和钨氧化物粉末(例如WO3粉末等包含选自由WO3晶相、WO2晶相和WO2.72晶相构成的组中的至少一种晶相的氧化物粉末)混合。在制备所述次级混合物时，希望以使得最终得到的氧化物烧结材料中的W含量、Zn含量、Zn/W比分别落入上述的优选范围之内的方式调节所述原料粉末的混合比。
上文中的条件(4)是一种用于制造氧化物烧结材料的方法，其包含：由钨氧化物粉末和铟氧化物粉末形成由含有W和In的复合氧化物构成的煅烧粉末；由所述煅烧粉末形成含有铟氧化物粉末、钨氧化物粉末和锌氧化物粉末的成型体；以及通过烧结所述成型体来形成所述氧化物烧结材料。
所述煅烧粉末优选包含In6WO12晶相。为了得到包含In6WO12晶相的煅烧粉末，将作为铟氧化物粉末的In2O3粉末与作为钨氧化物粉末的WO3粉末等包含选自由WO3晶相、WO2晶相和WO2.72晶相构成的组中的至少一种晶相的氧化物粉末以使得In2O3:钨氧化物粉末的摩尔比＝3:1的方式混合，以制备初级混合物，并将所述初级混合物在含氧气氛下热处理。所述含氧气氛可以是空气气氛、氮气-氧气混合气氛、氧气气氛等。所述热处理温度优选大于等于700℃且小于1400℃，更优选为800℃以上。只要所述煅烧温度高至足以形成所述In6WO12晶相，则优选所述温度尽可能低以使得所述煅烧粉末的粒径尽可能小。此外，当使用包含选自由WO2晶相和WO2.72晶相构成的组中的至少一种晶相的氧化物粉末作为所述钨氧化物粉末时，即使在较低的热处理温度下也能够形成所述In6WO2晶相。
根据包含形成包含In6WO12晶相的煅烧粉末的工序、使用所述煅烧粉末来制备次级混合物的工序和通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序的方法，在通过烧结所述成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序(烧结工序)中，如果使元素Zn和元素W高效地彼此发生接触，则所述反应将被促进，从而能够高效地形成所述ZnWO4晶相。如上所述，认为所述ZnWO4晶相起到用于促进烧结的助剂的作用。因此，如果在烧结时以高分散度形成所述ZnWO4晶相，则能够得到孔隙量少的氧化物烧结材料。换句话说，如果在形成ZnWO4晶相的同时进行烧结，则能够得到孔隙量少的氧化物烧结材料。
此外，根据包含形成包含In6WO12晶相的煅烧粉末的工序、使用所述煅烧粉末来制备次级混合物的工序和通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序的方法，In6WO12晶相可能不残留在在烧结工序后的氧化物烧结材料中。
在形成包含In6WO12晶相的煅烧粉末后的制备所述次级混合物的工序中，可以将所述煅烧粉末与铟氧化物粉末(例如In2O3粉末)和锌氧化物粉末(例如ZnO粉末)混合。在制备次级混合物时，希望以使得所述氧化物烧结材料的最终产品中的W含量、Zn含量、Zn/W等落入上述的优选范围之内的方式调节所述原料粉末的混合比。
例如，如果按照下述方法(i)或(ii)制造氧化物烧结材料，将难以得到适合的氧化物烧结材料：
(i)一种在不经历形成煅烧粉末的工序的情况下形成铟氧化物粉末、钨氧化物粉末和锌氧化物粉末的三种粉末、成型并烧结混合粉末的方法。在这种情况下，由于元素Zn和元素W无法高效地彼此发生接触，所述反应将不被促进，从而难以得到孔隙量少的氧化物烧结材料或包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相的氧化物烧结材料。此外，由于难以得到包含Zn4In2O7晶相的氧化物烧结材料，抑制溅射时的电弧放电的发生将是困难的；和
(ii)一种形成包含ZnWO4晶相的粉末作为所述煅烧粉末、将所述煅烧粉末与铟氧化物粉末和锌氧化物粉末混合、形成成型体并烧结所述成型体的方法。在这种情况下，不能使所述ZnWO4晶相高度分散，从而难以得到孔隙量少的氧化物烧结材料。
因此，在对通过混合铟氧化物粉末、钨氧化物粉末和锌氧化物粉末的三种粉末的方法和形成包含ZnWO4晶相的粉末作为煅烧粉末的方法制备的粉末进行成型和烧结以便得到第一实施方式的氧化物烧结材料的方法中，优选采用上述的条件(1)或(2)。
在下文中，将更具体地描述本实施方式的用于制造氧化物烧结材料的方法。
在一个优选实施方式中，所述用于制造氧化物烧结材料的方法是一种用于制造第一实施方式的氧化物烧结材料的方法，所述方法包含制备锌氧化物粉末与铟氧化物粉末的初级混合物的工序，通过对所述初级混合物进行热处理来形成煅烧粉末的工序，制备包含所述煅烧粉末的原料粉末的次级混合物的工序，通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序，和通过烧结所述成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序，其中形成煅烧粉末的工序包含通过在含氧气氛下优选在大于等于550℃且小于1300℃的温度下对初级混合物进行热处理从而形成包含锌和钨的复合氧化物粉末作为煅烧粉末。所述煅烧粉末优选包含Zn4In2O7晶相。
根据上述的制造方法，能够高效地制造第一实施方式的氧化物烧结材料，所述氧化物烧结材料能够减少溅射时的异常放电、孔隙量减少、并且可以适合地用作溅射靶。根据上述的制造方法，即使在相对低的烧结温度下，也可以制造孔隙量减少并且能够减少溅射时的异常放电的氧化物烧结材料。构成所述煅烧粉末的复合氧化物即使缺少氧或者被金属取代也无妨。
如果在形成煅烧粉末的工序中的加热温度小于550℃，则难以得到含有Zn和In的复合氧化物粉末，而如果所述加热温度为1300℃以上，则所述复合氧化物粉末的粒径可能变得过大而不能适合地使用，并且如果所述加热温度为1300℃以上，可能难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。所述加热温度更优选为1200℃以上。
此外，如果半导体器件通过包含氧化物半导体膜作为通道层来制造，所述氧化物半导体膜使用包含通过对作为煅烧粉末的含有Zn和In的复合氧化物粉末进行上述热处理而得到的氧化物烧结材料的溅射靶来形成，则即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率。
优选地，所述含有Zn和In的复合氧化物还包含Zn4In2O7晶相。由此，能够得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料。所述Zn4In2O7晶相是Zn和In的复合氧化物晶相，其具有由空间群P63/mmc(194)表示的晶体结构并且具有由JCPDS卡片00-020-1438所定义的晶体结构。只要所述Zn4In2O7晶相表现出上述晶系，则其晶格常数由于氧的缺乏和/或其它金属元素的固溶而变化也无妨。所述Zn4In2O7晶相可以通过X射线衍射来鉴定。
在另一个优选实施方式中，用于制造氧化物烧结材料的方法是一种用于制造第一实施方式的氧化物烧结材料的方法，并包含下述工序：制备铟氧化物粉末与钨氧化物粉末的初级混合物；通过加热所述初级混合物来形成煅烧粉末；制备包含所述煅烧粉末的原料粉末的次级混合物；通过成型所述次级混合物来形成成型体；和通过烧结所述成型体来形成氧化物烧结材料。优选地，形成煅烧粉末的工序包含通过在含氧气氛下优选在大于等于700℃且小于1400℃的温度下对初级混合物进行加热从而形成包含In和W的复合氧化物的粉末作为所述煅烧粉末。所述煅烧粉末优选包含所述In6WO12晶相。
根据上述的制造方法，可以高效地制造第一实施方式的氧化物烧结材料，所述氧化物烧结材料能够减少溅射时的异常放电、孔隙量减少、并且可以适合地用作溅射靶。根据上述的制造方法，即使在相对低的烧结温度下，也可以制造孔隙量减少并且能够减少溅射时的异常放电的氧化物烧结材料。构成所述煅烧粉末的复合氧化物即使缺少氧或者被金属取代也无妨。
如果形成煅烧粉末的工序中的加热温度小于700℃，则难以得到含有In和W的复合氧化物粉末，而如果所述加热温度为1400℃以上，则所述复合氧化物粉末的粒径可能变得过大而不能适合地使用，并且如果所述加热温度为1400℃以上，可能难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。所述加热温度更优选为800℃以上。
只要所述煅烧温度高至足以形成所述In6WO12晶相，则优选所述温度尽可能低以使得所述煅烧粉末的粒径尽可能小。此外，当使用包含选自由WO2晶相和WO2.72晶相构成的组中的至少一种晶相的氧化物粉末作为钨氧化物粉末时，即使在较低热处理温度下也能形成所述In6WO2晶相。
此外，如果半导体器件通过包含氧化物半导体膜作为通道层来制造，所述氧化物半导体膜使用包含通过对作为煅烧粉末的含有In和W的复合氧化物粉末进行热处理而得到的氧化物烧结材料的溅射靶来形成，则即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率。
优选地，含有In和W的复合氧化物还包含In6WO12晶相。由此，能够制造孔隙量减少并且能够减少溅射时的异常放电的氧化物烧结材料。所述In6WO12晶相是钨酸铟化合物晶相，其具有三方晶系晶体结构并具有在JCPDS卡片的01-074-1410中所定义的晶体结构。只要表现出所述晶体结构，则所述复合氧化物即使由于缺乏氧或者在其中具有以固态溶解的金属从而引起晶格常数变化也无妨。由于在日本特开2004-091265号公报中公开的钨酸铟化合物晶相是InW3O9晶相，其具有六方晶系晶体结构并且具有在JCPDS卡片的33-627中所定义的晶体结构，因此其晶体结构不同于所述In6WO12晶相。所述In6WO12晶相可以通过X射线衍射测定来鉴定。
已知W可能妨碍铟氧化物的烧结，使得难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙的量。然而，根据本发明的制造方法，通过使用包含In和W的复合氧化物粉末和/或包含In和Zn的复合氧化物粉末，即使在低的烧结温度下也能够得到孔隙量低的氧化物烧结材料。
为了得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料，在烧结时在含有In、W和Zn的氧化物烧结材料中存在含有熔点低的Zn和W的复合氧化物是有效的。为此目的，优选在烧结时增加钨元素与锌元素之间的接触点的数目，以便在所述成型体中以高度分散状态形成含有Zn和W的复合氧化物。此外，由于含有Zn和W的复合氧化物在烧结工序中生成，因此能够在低的烧结温度下得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料。因此，优选在所述制造过程中使用预先合成的含有Zn和In的复合氧化物粉末，以便增加与W的接触点的数目，从而在低的烧结温度下能够得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料。
此外，根据包含形成包含所述Zn4In2O7晶相的煅烧粉末的工序、使用所述煅烧粉末来制备次级混合物的工序和通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序的方法，即使在烧结工序后，所述Zn4In2O7晶相也倾向于残留在所述氧化物烧结材料中，从而能够得到包含高度分散的Zn4In2O7晶相的氧化物烧结材料。或者，所述高度分散的Zn4In2O7晶相可以通过将所述成型体在所述第一温度下放置30分钟以上来形成。所述高度分散在氧化物烧结材料中的Zn4In2O7晶相有助于减少溅射时的异常放电，并因此是合乎需要的。
当在所述制造方法中使用预先合成的含有In和W的复合氧化物粉末时，元素Zn和元素W在所述烧结工序中有效地彼此发生接触，所述反应将被促进，从而能够高效地形成处于高度分散状态的ZnWO4晶相。因此，这在即使在低的烧结温度下、也能够得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料的方面是有利的。
优选地，所述用于制造氧化物烧结材料的钨氧化物粉末包含选自由WO3晶相、WO2晶相和WO2.72晶相构成的组中的至少一种晶相，由此，能够得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料、以及包含通过使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法形成的氧化物半导体膜并且即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的半导体器件，因此是有利的。从这一观点来看，更优选所述钨氧化物粉末包含WO2.72晶相。
所述钨氧化物粉末的中值粒径d50优选为0.1μm以上且4μm以下，更优选为0.2μm以上且2μm以下，进一步优选为0.3μm以上且1.5μm以下，由此，能够提高所述氧化物烧结材料的表观密度和机械强度。所述中值粒径d50可以通过BET比表面积测定来求出。如果所述中值粒径d50小于0.1μm，将难以处理所述粉末，从而难以均匀地制备所述煅烧粉末或次级混合物。如果所述中值粒径d50大于4μm，将难以减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量。
对本实施方式的用于制造氧化物烧结材料的方法没有特别限制，为了高效地形成第一实施方式的氧化物烧结材料，所述方法应该例如包含下述工序：
(1)准备原料粉末的工序
作为所述氧化物烧结材料的原料粉末，制备铟氧化物粉末(例如In2O3粉末)、钨氧化物粉末(例如WO3粉末、WO2.72粉末、WO2粉末)和锌氧化物粉末(例如ZnO粉末)等构成所述氧化物烧结材料的金属元素的氧化物粉末。如果所述氧化物烧结材料含有锆，则准备锆氧化物粉末(例如ZrO2粉末)作为原料。
作为所述钨氧化物粉末，可以优选使用WO2.72粉末和WO2粉末等与WO3粉末相比具有缺乏氧的化学组成的粉末，由此能够得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料、以及包含通过使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法形成的氧化物半导体膜并且即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的半导体器件。从这一观点来看，更优选至少一部分所述钨氧化物粉末为WO2.72粉末。为了防止在所述氧化物烧结材料中混入不需要的金属元素和Si以便得到包含通过使用氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法形成的氧化物半导体膜并具有稳定的物理性质的半导体器件，优选所述原料粉末的纯度高达99.9质量％以上。
如上所述，优选所述钨氧化物粉末的中值粒径d50为0.1μm以上且4μm以下，由此能够得到具有适合的表观密度和机械强度以及孔隙量减少的氧化物烧结材料。
(2)制备初级混合物的工序
在制备锌氧化物粉末和铟氧化物粉末的初级混合物时，在上述的原料粉末中，将所述锌氧化物粉末与铟氧化物粉末混合(或粉碎并混合)。为了得到包含Zn4In2O7晶相的煅烧粉末，将作为铟氧化物粉末的In2O3粉末与作为锌氧化物粉末的ZnO粉末以使得In2O3:ZnO的摩尔比＝1:4的方式混合。为了得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料、以及包含通过使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法形成的氧化物半导体膜并且即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的半导体器件，优选所述煅烧粉末包含Zn4In2O7晶相。
对所述用于混合锌氧化物粉末和铟氧化物粉末的方法没有特别限制，其可以是干式方法或湿式方法。具体来说，可以使用球磨机、行星式球磨机、珠磨机等将所述锌氧化物粉末和铟氧化物粉末粉碎并混合。通过这种方式，得到所述原料粉末的初级混合物。当通过湿式粉碎和混合方法得到所述混合物时，可以使用空气干燥或喷雾干燥等干燥方法来干燥所述湿混合物。
在制备钨氧化物粉末和铟氧化物粉末的初级混合物时，在上述的原料粉末中，将所述钨氧化物粉末与铟氧化物粉末混合(或粉碎并混合)。为了得到包含In6WO12晶相的煅烧粉末，将作为铟氧化物粉末的In2O3粉末与钨氧化物粉末(例如WO3粉末、WO2粉末或WO2.72粉末)以使得In2O3:钨氧化物粉末的摩尔比＝3:1的方式混合。为了得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料、以及包含通过使用所述氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法形成的氧化物半导体膜并且即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的半导体器件，优选所述煅烧粉末包含In6WO12晶相。
对所述用于混合钨氧化物粉末和铟氧化物粉末的方法没有特别限制，其可以是干式方法或湿式方法。具体来说，可以使用球磨机、行星式球磨机、珠磨机等将所述锌氧化物粉末和铟氧化物粉末粉碎并混合。通过这种方式，得到所述原料粉末的初级混合物。当通过湿式粉碎和混合方法得到所述混合物时，可以使用空气干燥或喷雾干燥等干燥方法来干燥所述湿混合物。
(3)形成煅烧粉末的工序
当由含有Zn和In的复合氧化物制备所述煅烧粉末时，对锌氧化物粉末和铟氧化物粉末的初级混合物进行热处理(煅烧)，以形成所述煅烧粉末(含有Zn和In的复合氧化物粉末)。为了防止所述煅烧粉末的粒径变得过大以便抑制所述氧化物烧结材料中的孔隙的增多，用于所述初级混合物的煅烧温度优选小于1300℃，并且为了得到含有Zn和In的复合氧化物粉末作为煅烧产物或为了形成Zn4In2O7晶相，所述煅烧温度优选为550℃以上，更优选为1200℃以上。只要所述煅烧温度高至足以形成所述晶相，则优选所述温度尽可能低以使得所述煅烧粉末的粒径尽可能小。通过这种方式，能够得到包含Zn4In2O7晶相的煅烧粉末。所述煅烧气氛可以是任何气氛，只要包含氧气即可，并且优选可以是具有大气压或大于大气压的压力的空气气氛，或包含25体积％以上氧气的具有大气压或大于大气压的压力的氧气-氮气混合气氛。从提高生产率的观点来看，更优选具有大气压或大气压附近的压力的空气气氛。所述煅烧粉末的晶相可以通过X射线衍射测定来鉴定。
当由含有W和In的复合氧化物制备煅烧粉末时，对钨氧化物粉末与铟氧化物粉末的初级混合物进行热处理(煅烧)以形成所述煅烧粉末(含有W和In的复合氧化物粉末)。为了防止所述煅烧粉末的粒径变得过大以便抑制所述氧化物烧结材料中孔隙的增多，初级混合物的煅烧温度优选小于1400℃，并且为了得到含有W和In的复合氧化物粉末作为煅烧产物或为了形成In6WO12晶相，所述煅烧温度优选为700℃以上，更优选为800℃以上。为了防止钨的升华，初级混合物的煅烧温度优选小于1200℃，并且为了得到含有W和In的复合氧化物粉末作为煅烧产物或为了形成所述In6WO12晶相，所述煅烧温度优选为950℃以上。只要所述煅烧温度高至足以形成所述晶相，则优选所述温度尽可能低以使得所述煅烧粉末的粒径尽可能小。通过这种方式，能够得到包含In6WO12晶相的煅烧粉末。所述煅烧气氛可以是任何气氛，只要包含氧气即可，并且优选可以是具有大气压或大于大气压的压力的空气气氛，或包含25体积％以上氧气的具有大气压或大于大气压的压力的氧气-氮气混合气氛。从提高生产率的观点来看，更优选具有大气压或大气压附近的压力的空气气氛。所述煅烧粉末的晶相可以通过X射线衍射测定来鉴定。
(4)制备包含所述煅烧粉末的原料粉末的次级混合物的工序
当由含有Zn和In的复合氧化物制备煅烧粉末时，将所述煅烧粉末、铟氧化物粉末(例如In2O3粉末)和钨氧化物粉末(例如WO2.72粉末)以与所述初级混合物的制备相同的方式混合(或粉碎并混合)。所述锌氧化物优选通过所述煅烧工序作为与铟的复合氧化物存在。
当由含有Zn和In的复合氧化物制备煅烧粉末时，将所述煅烧粉末、铟氧化物粉末(例如In2O3粉末)和锌氧化物粉末(例如ZnO粉末)以与所述初级混合物的制备相同的方式混合(或粉碎并混合)。所述钨氧化物优选通过所述煅烧工序作为与铟的复合氧化物存在。
通过这种方式，得到所述原料粉末的次级混合物。如果在所述氧化物烧结材料中含有锆，则将锆氧化物粉末(例如ZrO2粉末)同时混合(或粉碎并混合)。
对所述工序中的混合方法没有特别限制，其可以是干式方法或湿式方法。具体来说，可以使用球磨机、行星式球磨机、珠磨机等将所述煅烧粉末、铟氧化物粉末和钨氧化物粉末粉碎并混合。当通过湿式粉碎和混合方法得到所述混合物时，可以使用空气干燥或喷雾干燥等干燥方法来干燥所述湿混合物。
(5)通过成型所述次级混合物来形成成型体的工序
接下来，对所得到的次级混合物进行成型。对用于成型所述次级混合物的方法没有特别限制，但从提高所述氧化物烧结材料的表观密度的观点来看，优选单轴压制方法、CIP(冷等静压制)方法、浇铸方法等。
(6)通过烧结所述成型体来形成氧化物烧结材料的工序(烧结工序)
接下来，将所得到的成型体烧结以形成氧化物烧结材料。此时，如果使用热压烧结方法，将难以得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料。为了得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料，所述成型体的烧结温度(上述第二温度)优选大于等于800℃且小于1200℃，更优选为900℃以上且1195℃以下，进一步优选为1100℃以上且1190℃以下。如果所述第二温度为800℃以上，则在减少所述氧化物烧结材料中的孔隙量的方面是有利的，如果所述第二温度小于1200℃，则在抑制所述氧化物烧结材料的变形从而使其适当地适合于溅射靶的方面是有利的。为了得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料，优选所述烧结气氛为具有大气压或大气压附近的压力的空气气氛。
如上所述，为了得到能够减少溅射时的异常放电并且孔隙量减少的氧化物烧结材料，在将所述成型体在大于等于800℃且小于1200℃的第二温度下放置之前，优选将所述成型体在选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的恒定的第一温度(小于所述第二温度)下放置30分钟以上。这个工序可以是所述烧结工序中的加热过程。
[第三实施方式：溅射靶]
本实施方式的溅射靶包含第一实施方式的氧化物烧结材料。因此，根据本实施方式的溅射靶，能够减少溅射时的异常放电。此外，根据本实施方式的溅射靶，由于孔隙的量减少，因此能够提供具有优异的特性、例如即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的半导体器件。
所述溅射靶在溅射方法中被用作原料。所述溅射方法为下述方法：将溅射靶和基板彼此相对地配置在成膜室中，向所述溅射靶施加电压，这导致稀有气体离子溅射到靶的表面，由此使构成靶的原子从所述靶释放出，并将所述原子沉积在所述基板上，从而形成由构成所述靶的原子构成的膜。
在所述溅射方法中，施加到所述溅射靶的电压可以是直流电压。在这种情况下，希望所述溅射靶是导电的。如果所述溅射靶具有高电阻，则不可能施加所述直流电压，使得不能通过溅射方法实施成膜(氧化物半导体膜的形成)。对于用作溅射靶的氧化物烧结材料来说，如果其部分区域具有高电阻并且所述区域宽阔，则不能向所述具有高电阻的区域施加直流电压，因此产生例如所述区域不能被适当地溅射的问题。换句话说，在所述具有高电阻的区域中可能发生被称为电弧放电的异常放电，产生例如成膜不能适当地进行的问题。
所述氧化物烧结材料中的孔隙是空穴，每个空穴包含氮气、氧气、二氧化碳、湿气等气体。当这样的氧化物烧结材料被用作溅射靶时，所述气体从所述氧化物烧结材料中的孔隙被释放，降低溅射装置的真空度，因此使所得到的氧化物半导体膜的特性变差，或者导致从所述孔隙的边缘发生异常放电。因此，优选使用孔隙少的氧化物烧结材料作为所述溅射靶。
为了适合地用在溅射方法中以便形成即使在高温下退火时也能维持高的场效应迁移率的半导体器件的氧化物半导体膜，本实施方式的溅射靶优选包含第一实施方式的氧化物烧结材料，并且更优选由第一实施方式的氧化物烧结材料制成。
[第四实施方式：半导体器件及其制造方法]
参考图1A和1B，本实施方式的半导体器件10包含使用第三实施方式的溅射靶通过溅射方法形成的氧化物半导体膜14。由于本实施方式的半导体器件包含氧化物半导体膜14，因此其能够具有优异的特性、例如即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率。
对本实施方式的半导体器件10没有特别限制，但是优选为TFT(膜晶体管)，这例如使得其即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率。所述TFT中包含的氧化物半导体膜14优选为通道层，这使得其即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率。
氧化物半导体14可以还含有锆(Zr)，并且其含量可以是例如1×1017个原子/cm3以上且1×1020个原子/cm3以下。元素Zr可以被包含在所述氧化物烧结材料中。通过使用含有Zr的氧化物烧结材料作为原料成膜的氧化物半导体膜14含有Zr。从即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率的观点来看，Zr的存在是优选的。Zr的存在和含量可以使用二次离子质谱仪来确定。
在本实施方式的半导体器件中，氧化物半导体膜14优选具有10-1Ωcm以上的电阻率。尽管到目前为止已经调查了许多含有铟氧化物的透明导电膜，但在透明导电膜的应用中，要求其电阻率小于10-1Ωcm。另一方面，由于包含在本实施方式的半导体器件中的氧化物半导体膜14优选具有10-1Ωcm以上的电阻率，因此可以被适合地用作半导体器件的通道层。如果膜具有小于10-1Ωcm的电阻率，则难以被用作半导体器件的通道层。
氧化物半导体膜14可以通过包含按照所述溅射方法成膜的工序的制造方法来得到。所述溅射方法已在上文中描述。
可以使用磁控溅射方法、对向靶磁控溅射方法等作为所述溅射方法。作为用于溅射的气氛气体，可以使用Ar气、Kr气或Xe气，并且可以将氧气与这些气体混合。
此外，优选地，在通过溅射方法成膜后，对氧化物半导体膜14进行热处理(退火)。通过这种方法得到的氧化物半导体膜14是有利的，因为包含所述氧化物半导体膜作为通道层的半导体器件(例如TFT)即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率。
所述通过溅射方法成膜后的热处理可以通过加热所述半导体器件来进行。为了在被用作半导体器件时得到高的特性，优选进行所述热处理。所述热处理可以在形成氧化物半导体膜14后立即进行，或在形成源电极、漏电极、蚀刻终止层(ES层)、钝化膜等后进行。为了在被用作半导体器件时得到高的特性，更优选在形成所述蚀刻终止层之后进行所述热处理。
如果在形成氧化物半导体膜14后进行所述热处理，则基板温度优选为100℃以上且500℃以下。用于所述热处理的气氛可以是空气气氛、氮气、氮气-氧气、Ar气、Ar-氧气、含水蒸气的空气、含水蒸气的氮气等各种气氛。所述气氛的压力可以是大气压、在减压条件下(例如比常压低0.1Pa)或在加压条件下(例如比常压高0.1Pa至9MPa)，优选为大气压。热处理的时间可以是例如约3分钟至约2小时，优选为约10分钟至约90分钟。
为了在被用作半导体器件时得到更高的特性(例如可靠性)，希望所述热处理在较高温度下进行。然而，如果热处理的温度升高，所述基于In-Ga-Zn-O的氧化物半导体膜的场效应迁移率可能变差。然而，如果半导体器件(例如TFT)包含通过使用第一实施方式的氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法得到的氧化物半导体膜14作为通道层，则对于所述半导体器件即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率来说是有利的。
图1A、图1B、图2和图3是示出了本实施方式的半导体器件(TFT)的一些实例的示意图。图1A和1B中示出的半导体器件10包含：基板11，配置在基板11上的栅电极12，作为绝缘层配置在栅电极12上的栅极绝缘膜13，作为通道层配置在栅极绝缘膜13上的氧化物半导体膜14，以及配置在氧化物半导体膜14上彼此不接触的源电极15和漏电极16。
图2中示出的半导体器件20还包含配置在栅极绝缘膜13和氧化物半导体膜14上并具有接触孔的蚀刻终止层17，以及配置在蚀刻终止层17、源电极15和漏电极16上的钝化膜18，除此之外与图1A和1B中示出的半导体器件10相同。与图1A和1B中示出的半导体器件10相似，在图2中示出的半导体器件20中可以不配置钝化膜18。图3中示出的半导体器件30还包含配置在栅极绝缘膜13、源电极15和漏电极16上的钝化膜18，除此之外与图1A和1B中示出的半导体器件10相同。
接下来，说明本实施方式的用于制造半导体器件的示例性方法。所述用于制造半导体器件的方法包含准备上述实施方式的溅射靶的工序，以及使用所述溅射靶通过溅射方法形成所述氧化物半导体膜的工序。首先说明用于制造图1A和1B中示出的半导体器件10的方法。尽管对所述制造方法没有特别限制，但从高效制造具有高的特性的半导体器件10的观点来看，参考图4A至4D，优选所述制造方法包含：在基板11上形成栅电极12的工序(图4A)，在栅电极12和基板11上形成作为绝缘层的栅极绝缘膜13的工序(图4B)，在栅极绝缘膜13上形成作为通道层的氧化物半导体膜14的工序(图4C)，以及在氧化物半导体膜14上形成彼此不接触的源电极15和漏电极16的工序(图4D)。
(1)形成栅电极的工序
参考图4A，将栅电极12形成在基板11上。对基板11没有特别限制，但是从提高透明度、价格稳定性和表面平滑性的观点来看，优选为石英玻璃基板、无碱玻璃基板、碱性玻璃基板等。对栅电极12没有特别限制，但是从具有高的耐氧化性和低的电阻的观点来看，优选为Mo电极、Ti电极、W电极、Al电极、Cu电极等。对用于形成栅电极12的方法没有特别限制，但是从在基板11的主面上均匀地形成大面积的栅电极12的观点来看，优选使用真空气相沉积方法、溅射方法等。如图4A中所示，在基板11的表面上局部地形成栅电极12的情况下，可以采取使用光刻胶的蚀刻方法。
(2)形成栅极绝缘膜的工序
参考图4B，将栅极绝缘膜13作为绝缘层形成在栅电极12和基板11上。对用于形成栅极绝缘膜13的方法没有特别限制，但是从均匀地形成大面积的栅极绝缘膜13和确保绝缘性的观点来看，优选使用等离子体CVD(化学气相沉积)方法等。
对用于栅极绝缘膜13的材料没有特别限制，但是从确保绝缘性的观点来看，优选为硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNy)等。
(3)形成氧化物半导体膜的工序
参考图4C，将氧化物半导体膜14作为通道层形成在栅极绝缘膜13上。如上所述，氧化物半导体膜14通过溅射方法在成膜工序中形成。作为用于溅射方法的原料靶(溅射靶)，使用上述实施方式1的氧化物烧结材料。
为了在用作半导体器件的情况下得到高的特性(例如可靠性)，优选在通过溅射方法成膜后进行热处理(退火)。所述热处理可以在形成氧化物半导体膜14后立即进行，或者在形成源电极15、漏电极16、蚀刻终止层17、钝化膜18等后进行。为了在用作半导体器件时得到高的特性(例如可靠性)，更优选在形成蚀刻终止层17后进行所述热处理。如果所述热处理在形成蚀刻终止层17后进行，所述热处理可以在形成源电极15和漏电极16之前或之后进行，但优选在形成钝化膜18之前进行。
(4)形成源电极和漏电极的工序
参考图4D，将源电极15和漏电极16彼此不接触地形成在氧化物半导体膜14上。对源电极15和漏电极16中的任一者均没有特别限制，但是从具有高的耐氧化性、低的电阻和低的与氧化物半导体膜14的接触电阻的观点来看，优选为Mo电极、Ti电极、W电极、Al电极、Cu电极等。对用于形成源电极15和漏电极16的方法没有特别限制，但是从在形成在基板11的主面上的氧化物半导体膜14上均匀地形成大面积的源电极15和漏电极16的观点来看，优选使用真空气相沉积方法、溅射方法等。对用于彼此不接触地形成源电极15和漏电极16的方法没有特别限制，但是从形成大面积的均匀的源电极15和漏电极16的图案的观点来看，优选使用光刻胶的蚀刻方法。
接下来，说明用于制造图2中示出的半导体器件20的方法。用于制造半导体器件20的方法除了还包含形成具有接触孔17a的蚀刻终止层17的工序和形成钝化膜18的工序以外，与用于制造图1A和1B中示出的半导体器件10的方法相同。具体来说，参考图4A至4D和图5A至5D，优选所述用于制造半导体器件20的方法包含：在基板11上形成栅电极12的工序(图4A)，在栅电极12和基板11上形成作为绝缘层的栅极绝缘膜13的工序(图4B)，在栅极绝缘膜13上形成作为通道层的氧化物半导体膜14的工序(图4C)，在氧化物半导体膜14和栅极绝缘膜13上形成蚀刻终止层17的工序(图5A)，在蚀刻终止层17中形成接触孔17a的工序(图5B)，在氧化物半导体膜14和蚀刻终止层17上形成彼此不接触的源电极15和漏电极16的工序(图5C)，以及在蚀刻终止层17、源电极15和漏电极16上形成钝化膜18的工序(图5D)。
对用于蚀刻终止层17的材料没有特别限制，但是从确保绝缘性的观点来看，优选为硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNy)、铝氧化物(AlmOn)等。蚀刻终止层17可以是包含不同材料的膜的组合。对用于形成蚀刻终止层17的方法没有特别限制，但是从均匀地形成大面积的蚀刻终止层17和确保绝缘性的观点来看，优选使用等离子体CVD(化学气相沉积)方法、溅射方法、真空气相沉积方法等。
由于必需使源电极15和漏电极16与氧化物半导体膜14发生接触，因此在氧化物半导体膜14上形成蚀刻终止层17之后，在蚀刻终止层17中形成接触孔17a(图5B)。作为用于形成接触孔17a的方法，可以列举干式蚀刻方法或湿式蚀刻方法。通过按照干式蚀刻方法或湿式蚀刻方法蚀刻所述蚀刻终止层17以便形成接触孔17a，在所述被蚀刻部分处氧化物半导体膜14的表面被暴露。
在用于制造图2中示出的半导体器件20的方法中，与用于图1A和1B中示出的半导体器件10的制造方法相似，在将源电极15和漏电极16彼此不接触地形成在氧化物半导体膜14和蚀刻终止层17上(图5C)，然后将钝化膜18形成在蚀刻终止层17、源电极15和漏电极16上(图5D)。
对用于钝化膜18的材料没有特别限制，但从确保绝缘性的观点来看，优选为硅氧化物(SiOx)、硅氮化物(SiNy)、铝氧化物(AlmOn)等。钝化膜18可以是包含不同材料的膜的组合。对用于形成钝化膜18的方法没有特别限制，但是从均匀地形成大面积的钝化膜18和确保绝缘性的观点来看，优选使用等离子体CVD(化学气相沉积)方法、溅射方法、真空气相沉积方法等。
此外，如图3中示出的半导体器件30所示，可以采取反向通道蚀刻(BCE)结构代替形成蚀刻终止层17，将钝化膜18直接形成在栅极绝缘膜13、氧化物半导体膜14、源电极15和漏电极16上。在这种情况下，钝化膜18可以与图2中示出的半导体器件20的钝化膜18相同。
(5)其它工序
最后，可以实施热处理(退火)。所述热处理可以通过对形成在所述基板上的半导体器件进行加热来实施。
在所述热处理中用于加热半导体器件的温度优选为100℃以上且500℃以下，更优选400℃以上。用于所述热处理的气氛可以是空气气氛、氮气、氮气-氧气、Ar气、Ar-氧气、含水蒸气的空气、含水蒸气的氮气等各种气氛。优选为氮气或Ar气等非活性气氛。所述气氛的压力可以是大气压、在减压条件下(例如比常压低0.1Pa)或在加压条件下(例如比常压高0.1Pa至9MPa)，但优选为大气压。用于所述热处理的时间可以是例如约3分钟至约2小时，优选为约10分钟至约90分钟。
为了在被用作半导体器件时得到更高的特性(例如可靠性)，希望所述热处理在较高温度下进行。然而，如果提高用于所述热处理的温度，所述基于In-Ga-Zn-O的氧化物半导体膜的场效应迁移率可能变差。然而，如果半导体器件(例如TFT)包含通过使用第一实施方式的氧化物烧结材料作为溅射靶的溅射方法得到的氧化物半导体膜14作为通道层，则对于所述半导体器件即使在高温下退火也能维持高的场效应迁移率来说是有利的。
实施例
<实施例1至11、14和20-28>
(1)氧化物烧结材料的制造
(1-1)原料粉末的准备
准备了下述粉末：钨氧化物粉末(在表1中被称为“W”)，其具有列于表1中“W粉末”列中的组成、在表1中“W粒径”列中所指示的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；ZnO粉末(在表1中被称为“Z”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度，In2O3粉末(在表1中被称为“I”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；以及ZrO2粉末(在表1中被称为“R”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度。
(1-2)原料粉末混合物的制备
首先，将所准备的原料粉末中的In2O3粉末和钨氧化物粉末放入到球磨机中并粉碎和混合18小时，从而制备了所述原料粉末的初级混合物。以使得In2O3粉末:钨氧化物粉末的摩尔混合比＝大约3:1的方式将In2O3粉末和钨氧化物粉末混合。在粉碎和混合时使用乙醇作为分散介质。将所得到的原料粉末的初级混合物在空气中干燥。
(1-3)煅烧粉末的形成
接下来，将所得到的原料粉末的初级混合物装入到氧化铝坩埚中，并在表1中示出的煅烧温度下在空气气氛中煅烧8小时，从而得到了由In6WO12晶相构成的煅烧粉末。所述In6WO12晶相通过X射线衍射测定进行了鉴定。
(1-4)次级混合物的制备
接下来，将所得到的煅烧粉末与所准备的剩余的原料粉末、即In2O3粉末、ZnO粉末和ZrO2粉末一起放入到罐中。然后，将所述混合物放入到粉碎混合球磨机中，粉碎并混合12小时从而制备了所述原料粉末的次级混合物。所述原料粉末的混合比被设置成使得所述混合物中的In、Zn、W和Zr的摩尔比与表1中示出的相同。在所述粉碎和混合中，使用纯水作为分散介质。将所得到的粉末混合物通过喷雾干燥进行了干燥。
(1-5)通过成型次级混合物形成成型体
接下来，对所得到的次级混合物进行压缩成型，并在190MPa的压力下，在室温(5℃至30℃)下的静水中通过CIP进行成型，从而得到了直径为100mm、厚度为约9mm的盘状成型体。
(1-6)氧化物烧结材料的形成(烧结工序)
接下来，将所得到的成型体在空气气氛中，在大气压力下，在表1中示出的烧结温度(第二温度)下烧结8小时，从而得到了包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相的氧化物烧结材料。将在所述烧结工序的加热过程中的保持温度(第一温度)和保持时间示出在表1中。
(2)氧化物烧结材料的物理性质的评价
(2-1)In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相的鉴定
从距所得到的氧化物烧结材料的最外表面2mm以上深度的部分获取样品，并通过X射线衍射方法对其进行了晶体分析。用于X射线衍射的测定条件如下。
(X射线衍射的测定条件)
θ-2θ方法
X射线源：Cu Kα射线，
X射线管电压：45kV，
X射线管电流：40mA，
步进宽度：0.02°，
步进时间：1秒/步，
测定范围2θ：10°至80°。
根据衍射峰的鉴定，确认到实施例1至11、14、和20至28每一者的氧化物烧结材料都包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相。需要说明的是，所述煅烧粉末中的In6WO12晶相的鉴定通过与上述相同的条件下的X射线衍射测定进行。
(2-2)每种晶相的含量
根据基于上文(2-1)中描述的X射线衍射测定的RIR方法，对In2O3晶相(I晶相)、Zn4In2O7晶相(IZ晶相)和ZnWO4晶相(ZW晶相)中的每一者的含量(质量％)进行了定量。将结果分别示于表2中的“晶相的含量”列下的“I”、“IZ”和“ZW”中。
(2-3)氧化物烧结材料中的元素含量
所述氧化物烧结材料中的In、Zn、W和Zr的含量通过ICP发射光谱进行了测定。此外，由所得到的Zn含量和W含量计算Zn/W比(Zn含量对W含量之比)。将结果分别示于表2中的“元素含量”列下的“In”、“Zn”、“W”、“Zr”、“Zn/W比”中。所述In含量、Zn含量和W含量的单位为原子％，所述Zr含量的单位为以原子数计的ppm，所述Zn/W比是原子数比。
(2-4)氧化物烧结材料中的孔隙量
在烧结后立即从距所述氧化物烧结材料的最外表面2mm以上深度的部分获取样品。使用平面磨床研磨所获取的样品，并使用精研机将所述样品的表面抛光，最后使用截面抛光机抛光，然后进行了SEM观察。在500倍视野下观察到的背散射电子像中的孔隙看起来是黑色的。将图像二值化，并计算黑色部分的面积对所述图像的总面积的比例。选择三个500倍的视野并使得区域不交叠，并计算这些区域的面积比的平均值作为孔隙的量(面积％)。将结果列于表2中的“孔隙量”列中。
(2-5)由ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度
在烧结后立即从距所述氧化物烧结材料的最外表面2mm以上深度的部分获取样品。使用平面磨床研磨所获取的样品，并使用精研机将所述样品的表面抛光，最后使用截面抛光机抛光。使用SEM-EDX(带有能量色散X射线荧光发射光谱仪的扫描二次电子显微镜)对所述样品的所述表面进行了SEM观察，并将所述晶粒如上所述进行了分组。对于组C中的晶粒(由ZnWO4晶相构成的晶粒)来说，求出如上所述选择的9个白色晶粒中的每一个的圆度。将结果列于表2中的“圆度”列中。在表2中的“圆度”列中，列出了所得到的9个白色晶粒的圆度中的最大值(“最大”)和最小值(“最小”)。
(3)溅射靶的制造
将所得到的氧化物烧结材料加工成直径3英寸(76.2mm)×厚度6mm，然后使用铟金属附着到铜背板上。
(4)包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价
(4-1)溅射时电弧放电频次的测定
将所制造的溅射靶设置于溅射装置的成膜室中。通过所述铜衬板的中介对所述溅射靶进行水冷却。对所述成膜室进行减压从而得到了约6×10-5Pa的真空度，并如下所述对靶进行了溅射。
仅将氩(Ar)气导入到成膜室中直到内部压力达到0.5Pa。向所述靶施加450W的DC功率从而引发溅射放电，并保持60分钟。继续引发30分钟所述溅射放电。使用连接到DC电源的电弧计数器(电弧放电频次计数装置)测定每个实施例和比较例的电弧放电频次。将结果示出在表3中的“电弧放电频次”列中。
(4-2)包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造
通过下述步骤制造了与图3中示出的半导体器件30具有相似结构的TFT。参考图4A，首先准备50mm×50mm×厚度0.6mm的合成石英玻璃基板作为基板11，并按照溅射方法在基板11上形成了厚度为100nm的Mo电极作为栅电极12。接下来，如图4A中所示，通过使用光刻胶的蚀刻，将栅电极12加工成预定形状。
接下来参考图4B，按照等离子体CVD方法，在栅电极12和基板11上形成厚度为200nm的SiOx膜作为栅极绝缘膜13。
接下来参考图4C，按照DC(直流)磁控溅射方法，在栅极绝缘膜13上形成了厚度为30nm的氧化物半导体膜14。将所述靶的直径为3英寸(76.2mm)的平坦表面用作溅射表面。使用在上述(1)中得到的氧化物烧结材料作为靶。
更详细地说明氧化物半导体膜14的形成。在溅射装置(未图示)的成膜室中的被水冷却的基板支架上，将在其上形成有栅电极12和栅极绝缘膜13的基板11配置成使得栅极绝缘膜13暴露。将所述靶排列成以90mm的距离面朝栅极绝缘膜13。将成膜室抽真空而得到约6×10-5Pa的真空度，并以如下方式对所述靶进行了溅射。
首先，在栅极绝缘膜13与所述靶之间插入挡板的状态下，将Ar(氩)气与O2(氧)气的混合气体导入到成膜室中，直至内部压力达到0.5Pa。所述混合气体中的O2气的含量为20体积％。向所述溅射靶施加450W的DC功率而引发溅射放电，由此清洁(预溅射)所述靶的表面5分钟。
接下来，在向与上文中描述的相同的靶施加与上文中描述的相同值的DC功率并且将所述成膜室中的气氛维持不变的同时，将所述挡板取出而在栅极绝缘膜13上成膜了氧化物半导体膜14。应该指出，没有向所述基板支架特别施加偏压。此外，用水冷却了所述基板支架。
如上所述，通过使用由上述(1)中得到的氧化物烧结材料制造的靶的DC(直流)磁控溅射方法形成了氧化物半导体膜14。氧化物半导体膜14在所述TFT中充当通道层。氧化物半导体膜14的膜厚为30nm(同样适用于其它实施例和比较例)。
接下来，将所得到的氧化物半导体膜14的一部分蚀刻从而形成了源电极形成部14s、漏电极形成部14d和通道部14c。将源电极形成部14s和漏电极形成部14d中的每一者的主面的尺寸设定为50μm×50μm、通道长度CL(参考图1A和图1B，通道长度CL是指源电极15与漏电极16之间的通道部14c的距离)设定为30μm、通道宽度CW(参考图1A和图1B，通道宽度CW是指通道部14c的宽度)设定为40μm。在75mm×75mm的基板主面内以3mm的间距配置数目为25(在纵向一侧上)×25(在横向一侧上)的通道部14c，以便在75mm×75mm的基板主面内以3mm的间距配置数目为25(在纵向一侧上)×25(在横向一侧上)的TFT。
以下述方式对氧化物半导体膜14进行了部分蚀刻：制备草酸:水的体积比＝5:95的蚀刻水溶液，将在其上依次形成有栅电极12、栅极绝缘膜13和氧化物半导体膜14的基板11在40℃下浸渍在所述蚀刻水溶液中。
参考图4D，接着将源电极15和漏电极16彼此分开地形成在氧化物半导体膜14上。
具体来说，首先以使得仅氧化物半导体膜14的源电极形成部14s和漏电极形成部14d的主面暴露出的方式将光刻胶(未图示)涂布到氧化物半导体膜14上，并进行了曝光和显影。接下来，使用溅射方法在氧化物半导体膜14的源电极形成部14s和漏电极形成部14d的主面上形成了厚度各自为100nm并分别充当源电极15和漏电极16的Mo电极。然后，剥离在氧化物半导体膜14上显影的光刻胶。对应于一个通道部14c，形成一个充当源电极15的Mo电极和一个充当漏电极16的Mo电极，以便在75mm×75mm的基板主面内以3mm的间距配置数目为25(在纵向一侧上)×25(在横向一侧上)的TFT。
接下来参考图3，在栅极绝缘膜13、氧化物半导体膜14、源电极15和漏电极16上形成了钝化膜18。钝化膜18通过如下方式形成：使用等离子体CVD方法形成厚度为200nm的SiOx膜，然后在其上通过等离子体CVD方法形成厚度为200nm的SiNy膜。为了提高可靠性，希望氧含量满足SiOx膜的原子组成比更接近于Si:O＝1:2的条件。
接下来，通过反应性离子蚀刻将源电极15和漏电极16上的钝化膜18蚀刻以形成接触孔，由此部分暴露出源电极15的表面和漏电极16的表面。
最后，在氮气气氛中，在大气压下实施了热处理(退火)。对所有实施例和比较例进行所述热处理。具体来说，所述热处理(退火)在氮气气氛中在350℃下实施了60分钟或在氮气气氛中在450℃下实施了60分钟。由此得到了包含氧化物半导体膜14作为通道层的TFT。
(4-3)半导体器件的特性的评价
以如下方式对充当半导体器件10的TFT的特性进行了评价。首先，使测定针分别与栅电极12、源电极15和漏电极16接触。在源电极15与漏电极16之间施加0.2V的源-漏电压Vds的同时，将施加在源电极15与栅电极12之间的源-栅电压Vgs从-10V改变到15V，从而测定了源-漏电流Ids。由此，制作了横轴表示源-栅电压Vgs并且纵轴表示源-漏电流Ids的图。
此外，通过按照下述公式[a]将源-漏电流Ids针对源-栅电压Vgs进行微分，推导出gm：
gm＝dIds/dVgs [a]
然后，基于下述公式[b]，将Vgs＝10.0V时的gm值用于确定场效应迁移率μfe：
μfe＝gm·CL/(CW·Ci·Vds) [b]
在上述公式[b]中，通道长度CL为30μm，通道宽度CW为40μm。此外，将栅极绝缘膜13的电容Ci设定为3.4×10-8F/cm2，并且将源-漏电压Vds设定为0.2V。
将在氮气气氛中、在大气压力下实施350℃的热处理(退火)60分钟后的场效应迁移率μfe示出在表3中的“迁移率(350℃)”列中，并且将在氮气气氛中、在大气压力下实施450℃的热处理(退火)10分钟后的场效应迁移率μfe示出在表3中的“迁移率(450℃)”列中。此外，将在450℃下进行热处理后的场效应迁移率对在350℃下进行热处理后的场效应迁移率之比(迁移率(450℃)/迁移率(350℃))示出在表3中的“迁移率比”列中。
<实施例12、13、和15至19>
(1)氧化物烧结材料的制造
(1-1)原料粉末的准备
准备了下述粉末：钨氧化物粉末(在表1中被称为“W”)，其具有列于表1中“W粉末”列中的组成、在表1中“W粒径”列中所指示的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；ZnO粉末(在表1中被称为“Z”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度，In2O3粉末(在表1中被称为“I”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；以及ZrO2粉末(在表1中被称为“R”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度。
(1-2)原料粉末的初级混合物的制备
首先，将所准备的原料粉末中的In2O3粉末和ZnO粉末放入到球磨机中并粉碎和混合18小时，从而制备了所述原料粉末的初级混合物。以使得In2O3粉末:ZnO粉末的摩尔混合比＝大约1:4的方式将In2O3粉末和ZnO粉末混合。在粉碎和混合时使用乙醇作为分散介质。将所得到的原料粉末的初级混合物在空气中干燥。
(1-3)煅烧粉末的形成
接下来，将所得到的原料粉末的初级混合物装入到氧化铝坩埚中，并在表1中示出的煅烧温度下在空气气氛中煅烧8小时，从而得到了由Zn4In2O7晶相构成的煅烧粉末。所述Zn4In2O7晶相通过X射线衍射测定进行了鉴定。
(1-4)次级混合物的制备
接下来，将所得到的煅烧粉末与所准备的剩余的原料粉末、即In2O3粉末、钨氧化物粉末和ZrO2粉末一起装入到罐中。然后，将所述混合物放入到粉碎混合球磨机中，粉碎并混合12小时从而制备了所述原料粉末的次级混合物。所述原料粉末的混合比被设置成使得所述混合物中的In、Zn、W和Zr的摩尔比如表1中所示。在所述粉碎和混合中，使用纯水作为分散介质。将所得到的混合粉末通过喷雾干燥进行了干燥。
(1-5)氧化物烧结材料的形成
使用从上文(1-4)得到的次级混合物，除此以外以与上文<实施例1至11、14、和20至28>中(1-5)和(1-6)中所述相同的方式制备了氧化物烧结材料。
(2)氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价
所述氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价以与在<实施例1至11、14和20至28>中所描述的相同的方式来进行。将结果示出在表2和表3中。确认到实施例12、13、和15至19每一者的氧化物烧结材料都包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相。
<比较例1>
(1-1)原料粉末的准备
准备了下述粉末：钨氧化物粉末(在表1中被称为“W”)，其具有列于表1中“W粉末”列中的组成、在表1中“W粒径”列中所指示的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；ZnO粉末(在表1中被称为“Z”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度，In2O3粉末(在表1中被称为“I”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；以及ZrO2粉末(在表1中被称为“R”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度。
(1-2)原料粉末的初级混合物的制备
首先，将所准备的原料粉末中的ZnO粉末和WO3粉末放入到球磨机中并粉碎和混合18小时，从而制备了所述原料粉末的初级混合物。以使得ZnO粉末:WO3粉末的摩尔混合比＝大约1:1的方式将ZnO粉末和WO3粉末混合。在粉碎和混合时使用乙醇作为分散介质。将所得到的原料粉末的初级混合物在空气中干燥。
(1-3)煅烧粉末的形成
接下来，将所得到的原料粉末的初级混合物装入到氧化铝坩埚中，并在表1中示出的煅烧温度下在空气气氛中煅烧8小时，从而得到了由ZnWO4晶相构成的煅烧粉末。所述ZnWO4晶相通过X射线衍射测定进行了鉴定。
(1-4)次级混合物的制备
接下来，将所得到的煅烧粉末与所准备的剩余的原料粉末、即In2O3粉末、ZnO粉末和ZrO2粉末一起装入罐中，然后将其放入到粉碎混合球磨机中，粉碎并混合12小时从而制备了所述原料粉末的次级混合物。所述原料粉末的混合比被设置成使得所述混合物中的In、Zn、W和Zr的摩尔比如表1中所示。在所述粉碎和混合中，使用纯水作为分散介质。将所得到的混合粉末通过喷雾干燥进行了干燥。
(1-5)氧化物烧结材料的形成
使用从上文(1-4)得到的次级混合物，并且在所述烧结工序的加热过程中不包括保持温度，除此之外以与上文<实施例1至11、14和20至28>中(1-5)和(1-6)中所述相同的方式制备了氧化物烧结材料。(2)氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价
所述氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价以与在<实施例1至11、14和20至28>中所描述的相同的方式来进行。将结果示出在表2和表3中。在比较例1的氧化物烧结材料中未确认到Zn4In2O7晶相的存在。
<比较例2>
(1-1)原料粉末的准备
准备了下述粉末：钨氧化物粉末(在表1中被称为“W”)，其具有列于表1中“W粉末”列中的组成、在表1中“W粒径”列中所指示的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；ZnO粉末(在表1中被称为“Z”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度，In2O3粉末(在表1中被称为“I”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；以及ZrO2粉末(在表1中被称为“R”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度。
(1-2)原料粉末的初级混合物的制备
首先，将所准备的原料粉末中的In2O3粉末和WO3粉末放入到球磨中并粉碎和混合18小时，从而制备了所述原料粉末的初级混合物。以使得In2O3粉末:WO3粉末的摩尔混合比＝大约1:12的方式将In2O3粉末和WO3粉末混合。在粉碎和混合时使用乙醇作为分散介质。将所得到的原料粉末的初级混合物在空气中干燥。
(1-3)煅烧粉末的形成
接下来，将所得到的原料粉末的初级混合物装入到氧化铝坩埚中，并在表1中示出的煅烧温度下在空气气氛中煅烧8小时，从而得到了由In6WO12晶相构成的煅烧粉末。所述In6WO12晶相通过X射线衍射测定进行了鉴定。
(1-4)次级混合物的制备
接下来，将所得到的煅烧粉末与所准备的剩余的原料粉末、即In2O3粉末、ZnO粉末和ZrO2粉末一起装入罐中。然后，将所述混合物放入到粉碎混合球磨机中，粉碎并混合12小时从而制备了所述原料粉末的次级混合物。所述原料粉末的混合比被设置成使得所述混合物中的In、Zn、W和Zr的摩尔比如表1中所示。在所述粉碎和混合中，使用纯水作为分散介质。将所得到的混合粉末通过喷雾干燥进行了干燥。
(1-5)氧化物烧结材料的形成
使用从上文(1-4)得到的次级混合物，并且在所述烧结工序的加热过程中不包括保持温度，除此以外以与上文<实施例1至11、14和20至28>中(1-5)和(1-6)中所述相同的方式制备了氧化物烧结材料。
(2)氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价
所述氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价以与在<实施例1至11、14、和20至28>中所描述的相同的方式来进行。将结果示出在表2和表3中。在比较例2的氧化物烧结材料中未确认到Zn4In2O7晶相的存在。
<比较例3>
(1)氧化物烧结材料的制造
(1-1)原料粉末的准备
准备了下述粉末：钨氧化物粉末(在表1中被称为“W”)，其具有列于表1中“W粉末”列中的组成、在表1中“W粒径”列中所指示的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；ZnO粉末(在表1中被称为“Z”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度，In2O3粉末(在表1中被称为“I”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度；以及ZrO2粉末(在表1中被称为“R”)，其具有1.0μm的中值粒径d50和99.99质量％的纯度。
(1-2)原料粉末混合物的制备
首先，将所准备的原料粉末装入罐中，然后放入到粉碎混合球磨机中并粉碎和混合12小时，从而制备了所述原料粉末的混合物。所述原料粉末的混合比被设置成使得所述混合物中的In、Zn、W和Zr的摩尔比如表1中所示。在所述粉碎和混合中，使用纯水作为分散介质。将所得到的混合粉末通过喷雾干燥进行了干燥。
(1-3)氧化物烧结材料的形成
使用从上文(1-2)得到的混合物，并且在所述烧结工序的加热过程中不包括保持温度，除此以外以与上文<实施例1至11、14、和20至28>中(1-5)和(1-6)中所述相同的方式制备了氧化物烧结材料。
(2)氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价
所述氧化物烧结材料的物理性质的评价、溅射靶的制备、包含氧化物半导体膜的半导体器件(TFT)的制造和评价以与在<实施例1至11、14、和20至28>中所描述的相同的方式来进行。将结果示出在表2和表3中。在比较例3的氧化物烧结材料中未确认到Zn4In2O7晶相的存在。
Figure BDA0002045016360000521
Figure BDA0002045016360000531
表3
Figure BDA0002045016360000541
应该理解，出于说明和描述的目的提出本文中公开的实施方式，但在所有方面不作限制。本发明的范围不旨在受限于上文的描述，而是旨在由权利要求书的范围定义，并涵盖在意义和范围上与所述权利要求书等同的所有修改。
附图标记
10、20、30：半导体器件(TFT)；11：基板；12：栅电极；13：栅极绝缘膜；14：氧化物半导体膜；14c：通道部；14d：漏电极形成部；14s：源电极形成部；15：源电极；16：漏电极；17：蚀刻终止层；17a：接触孔；18：钝化膜。

Claims (8)

1.一种氧化物烧结材料，其包含In2O3晶相、Zn4In2O7晶相和ZnWO4晶相，其中，
所述In2O3晶相的含量大于等于25质量％且小于98质量％，
所述Zn4In2O7晶相的含量大于等于1质量％且小于50质量％，
所述ZnWO4晶相的含量大于等于0.001质量％且小于10质量％，并且
由所述ZnWO4晶相构成的晶粒的圆度大于等于0.01且小于0.7，所述圆度通过如下方式计算：用粒子的实际占据面积除以与实际测定的所述粒子的周长具有相同周长的完美圆所占据的面积。
2.如权利要求1所述的氧化物烧结材料，其中，
所述氧化物烧结材料中的相对于铟、钨和锌的总量的钨的含量大于0.001原子％且小于20原子％，并且
所述氧化物烧结材料中的相对于铟、钨和锌的总量的锌的含量大于1.2原子％且小于40原子％。
3.如权利要求1或2所述的氧化物烧结材料，其中，
所述氧化物烧结材料中的锌的含量对钨的含量之比以原子比计大于1且小于20000。
4.如权利要求1或2所述的氧化物烧结材料，其还包含锆，并且
所述氧化物烧结材料中的相对于铟、钨、锌和锆的总量的锆的含量以原子比计为0.1ppm以上且200ppm以下。
5.一种溅射靶，其包含如权利要求1至4中任一项所述的氧化物烧结材料。
6.一种用于制造包含氧化物半导体膜的半导体器件的方法，所述方法包含以下工序：
准备如权利要求5所述的溅射靶；以及
使用所述溅射靶通过溅射方法形成所述氧化物半导体膜。
7.一种用于制造氧化物烧结材料的方法，其为用于制造如权利要求1至4中任一项所述的氧化物烧结材料的方法，所述方法包含：
通过烧结含有铟、钨和锌的成型体来形成所述氧化物烧结材料的工序，
形成所述氧化物烧结材料的工序包含将所述成型体在选自500℃以上且1000℃以下的温度范围内的恒定的第一温度下放置30分钟以上。
8.如权利要求7所述的用于制造氧化物烧结材料的方法，其中，
形成所述氧化物烧结材料的工序依下述顺序包含：
将所述成型体在所述第一温度下放置30分钟以上，以及
将所述成型体在含氧气氛中在第二温度下放置，所述第二温度大于等于800℃且小于1200℃、并且高于所述第一温度。
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