JP2011058012A - Semi-conductor oxide - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semi-conductor oxide capable of suppressing occurrence of nodule, and enhancing its characteristic. <P>SOLUTION: The conductive oxide is a non-crystalline conductive oxide, and contains indium, gallium, zinc, oxygen and nitrogen while the concentration of nitrogen is ≥1×10<SP>20</SP>(atom/cc) and ≤1×10<SP>22</SP>atom/cc. The ratio of the concentration of In to the total concentration of the concentration of In, the concentration of Ga and the concentration of Zn is ≥0.30 and ≤0.66. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体酸化物に関する。   The present invention relates to a semiconductor oxide.

液晶表示装置や薄膜エレクトロルミネッセンスおよび有機EL表示装置等において、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)のチャンネル層や透明電極用の透明薄膜として、従来、主として、アモルファスシリコン膜が使用されてきた。   In liquid crystal display devices, thin film electroluminescence, organic EL display devices, and the like, amorphous silicon films have been mainly used as a thin film transistor (TFT) channel layer and a transparent thin film for transparent electrodes.

しかし、近年、この透明薄膜として、In−Ga−Zn系複合酸化物(IGZO)を主成分とする非晶質(アモルファス)半導体膜(IGZO膜)が、アモルファスシリコン膜よりもキャリアの移動度が大きいという利点から注目されている(たとえば、特許文献1)。   However, in recent years, as this transparent thin film, an amorphous semiconductor film (IGZO film) mainly composed of an In—Ga—Zn-based composite oxide (IGZO) has a carrier mobility higher than that of an amorphous silicon film. It attracts attention from the advantage of being large (for example, Patent Document 1).

特開2008−199005号公報JP 2008-199005 A

上記特許文献1に開示のIGZO膜などの半導体酸化物において、ターゲット表面に発生するノジュールを抑制するとともに、半導体酸化物の特性を向上することが望まれている。   In the semiconductor oxide such as the IGZO film disclosed in Patent Document 1, it is desired to suppress nodules generated on the target surface and improve the characteristics of the semiconductor oxide.

したがって、本発明は、ノジュールの発生を抑制し、かつ特性を向上する半導体酸化物を提供することである。   Therefore, the present invention is to provide a semiconductor oxide that suppresses the generation of nodules and improves the characteristics.

本発明の半導体酸化物は、非結晶質の半導体酸化物であって、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、酸素(O)および窒素(N)を含み、Nの濃度は、1×1020atom/cc以上1×1022atom/cc以下であり、Inの濃度とGaの濃度とZnの濃度との合計の濃度に対するInの濃度の比が0.30以上0.66以下であることを特徴とする。 The semiconductor oxide of the present invention is an amorphous semiconductor oxide and contains indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), oxygen (O), and nitrogen (N), and the concentration of N is 1 × 10 20 atoms / cc or more and 1 × 10 22 atoms / cc or less, and the ratio of In concentration to the total concentration of In concentration, Ga concentration, and Zn concentration is 0.30 or more and 0.66 It is characterized by the following.

本発明者は、ターゲット表面に発生するノジュールを抑制するために鋭意研究した結果、上記比が0.3以上となるようにInの濃度を高くすることでノジュールの発生を抑制できることを見い出した。しかし、Inの濃度が高くなると、ノジュールの抑制には効果があるが、キャリア濃度が高くなり、所望のオンオフ比を達成できない場合がある。そこで、本発明者はInによるキャリア濃度の増加を抑制するために鋭意研究した結果、Nでキャリア電子をトラップすることで、Inによるキャリア濃度の増加をさらに抑制できることもさらに見い出した。上記比を0.66以下とすることによりInのキャリア濃度が高くなりすぎず、かつNの濃度を1×1020atom/cc以上1×1022atom/cc以下とすることにより、Nでキャリア電子をトラップすることでInによるキャリア濃度の増加を抑制できる。したがって、オンオフ比などの特性を向上することができる。以上より、ノジュールの発生を抑制し、かつ特性を向上する半導体酸化物を実現することができる。 As a result of intensive studies to suppress nodules generated on the target surface, the present inventor has found that generation of nodules can be suppressed by increasing the In concentration so that the ratio is 0.3 or more. However, when the In concentration is increased, there is an effect in suppressing nodules, but the carrier concentration is increased and a desired on / off ratio may not be achieved. Accordingly, as a result of intensive studies to suppress the increase in carrier concentration due to In, the present inventor has further found that the increase in carrier concentration due to In can be further suppressed by trapping carrier electrons with N. By setting the above ratio to 0.66 or less, the In carrier concentration does not become too high, and the N concentration is set to 1 × 10 20 atom / cc or more and 1 × 10 22 atom / cc or less, so By trapping electrons, an increase in carrier concentration due to In can be suppressed. Therefore, characteristics such as on / off ratio can be improved. As described above, a semiconductor oxide that suppresses generation of nodules and improves characteristics can be realized.

以上説明したように、本発明の半導体酸化物によれば、ノジュールの発生を抑制でき、かつ特性を向上することができる。   As described above, according to the semiconductor oxide of the present invention, generation of nodules can be suppressed and characteristics can be improved.

以下、発明の実施の形態について詳細に説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態における半導体酸化物は、In、Ga、Zn、OおよびNを含む。半導体酸化物は、In、Ga、Zn、OおよびNを主成分とし、残部が不可避的不純物であることが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
(Embodiment 1)
The semiconductor oxide in this embodiment contains In, Ga, Zn, O, and N. The semiconductor oxide is preferably composed mainly of In, Ga, Zn, O and N, with the remainder being inevitable impurities.

半導体酸化物において、Inの濃度とGaの濃度とZnの濃度との合計の濃度に対するInの濃度の比(Inの濃度/(Inの濃度+Gaの濃度+Znの濃度))が0.30以上0.66以下であることが好ましく、0.36以上0.55以下であることがより好ましい。比が0.30以上の場合、ノジュールを抑制できる。比が0.36以上の場合、ノジュールをより抑制できる。比が0.66以下の場合、キャリア濃度が高くなりすぎないので、TFTなどに用いる場合には、オンオフ比を向上できる。つまり、ゲート電圧が低くてもオフにすることができるのでTFTに好適に用いることができる。比が0.55以下の場合、オンオフ比をより向上できる。   In a semiconductor oxide, the ratio of In concentration to the total concentration of In, Ga, and Zn (In concentration / (In concentration + Ga concentration + Zn concentration)) is 0.30 or more and 0 .66 or less, more preferably 0.36 or more and 0.55 or less. When the ratio is 0.30 or more, nodules can be suppressed. When the ratio is 0.36 or more, nodules can be further suppressed. When the ratio is 0.66 or less, the carrier concentration does not become too high, so that the on / off ratio can be improved when used in a TFT or the like. In other words, since it can be turned off even when the gate voltage is low, it can be suitably used for a TFT. When the ratio is 0.55 or less, the on / off ratio can be further improved.

ここで、上記Inの濃度、Gaの濃度、およびZnの濃度は、RBS(ラザフォード後方散乱分光法)により測定される値(単位:atom%)である。上記比は、測定されたそれぞれの濃度の値から算出される値である。   Here, the In concentration, the Ga concentration, and the Zn concentration are values (unit: atom%) measured by RBS (Rutherford backscattering spectroscopy). The above ratio is a value calculated from each measured concentration value.

半導体酸化物のN濃度は、1×1020atom/cc以上1×1022atom/cc以下である。1×1020atom/cc以上の場合、キャリア電子をトラップできるのでInによるキャリア濃度が高くなりすぎることを抑制できる。また、本発明者は、Nを含むことによりノジュールをさらに抑制でき、特にN濃度が1×1020atom/cc以上であれば、効果的にノジュールを抑制できることも見い出した。このため、Inによるキャリア濃度が高くなりすぎることを抑制するとともに、Nによりノジュール発生をさらに抑制できる。キャリア濃度が高くなりすぎることを抑制できると、オンオフ比などの低下を抑制できるので、TFTとしての特性の劣化を抑制することができる。一方、Nの濃度が1×1022atom/cc以下の場合、ノジュールを抑制できるとともに、Nによるキャリア電子をトラップしすぎることを抑制できるので、キャリア濃度が低くなりすぎること、または絶縁になることを抑制できる。キャリア濃度が低くなりすぎること、および絶縁になることを抑制できると、電子移動度などの低下を抑制できるので、TFTとしての特性の劣化を抑制することができる。 The N concentration of the semiconductor oxide is 1 × 10 20 atoms / cc to 1 × 10 22 atoms / cc. In the case of 1 × 10 20 atoms / cc or more, since carrier electrons can be trapped, it can be suppressed that the carrier concentration due to In becomes too high. Further, the present inventor has also found that nodules can be further suppressed by containing N, and that nodules can be effectively suppressed particularly when the N concentration is 1 × 10 20 atoms / cc or more. For this reason, while suppressing the carrier concentration by In becoming too high, generation | occurrence | production of a nodule can further be suppressed by N. If it is possible to suppress the carrier concentration from becoming too high, it is possible to suppress a decrease in the on / off ratio and the like, and thus it is possible to suppress deterioration of characteristics as a TFT. On the other hand, when the concentration of N is 1 × 10 22 atoms / cc or less, nodules can be suppressed and trapping of carrier electrons due to N can be suppressed too much, so that the carrier concentration becomes too low or becomes insulating. Can be suppressed. If it is possible to suppress the carrier concentration from becoming too low and insulation, it is possible to suppress a decrease in electron mobility and the like, and thus it is possible to suppress deterioration of characteristics as a TFT.

ここで、上記Nの濃度は、SIMSで測定される値であり、単位体積当たりの原子の数を意味する。   Here, the concentration of N is a value measured by SIMS, and means the number of atoms per unit volume.

また、半導体酸化物は非結晶質である。さらに上記特性を有しているので、半導体酸化物は、TFTのチャンネル層や、透明電極用の透明薄膜などに用いることが好ましい。   Further, the semiconductor oxide is amorphous. Furthermore, since it has the said characteristic, it is preferable to use a semiconductor oxide for the channel layer of TFT, the transparent thin film for transparent electrodes, etc.

続いて、本実施の形態における半導体酸化物の製造方法について説明する。本実施の形態では、結晶質の半導体酸化物であって、In、Ga、Zn、OおよびNを含み、たとえば1×1020atom/cc以上1×1023atom/ccの濃度のNを有し、かつInの濃度とGaの濃度とZnの濃度との合計の濃度に対するInの濃度の比がたとえば0.28以上0.60以下であるターゲットを用いたスパッタリング法により半導体酸化物を製造している。 Then, the manufacturing method of the semiconductor oxide in this Embodiment is demonstrated. In this embodiment, it is a crystalline semiconductor oxide, and includes In, Ga, Zn, O, and N. For example, N having a concentration of 1 × 10 20 atoms / cc or more and 1 × 10 23 atoms / cc is present. In addition, a semiconductor oxide is manufactured by a sputtering method using a target in which the ratio of the In concentration to the total concentration of In, Ga, and Zn is, for example, 0.28 or more and 0.60 or less. ing.

まず、上記ターゲットを準備する。準備するターゲットのNの濃度は、たとえば1×1020atom/cc以上1×1023atom/ccであり、好ましくは3×1020atom/cc以上8×1022atom/cc以下である。また、準備するターゲットのInの濃度とGaの濃度とZnの濃度との合計の濃度に対するInの濃度の比は、たとえば0.20以上0.65以下であり、好ましくは0.28以上0.60以下である。このようなターゲットは、たとえば以下のようにして製造することにより得られる。 First, the target is prepared. The concentration of N in preparation for the target is, for example, 1 × 10 20 atom / cc or more 1 × 10 23 atom / cc, preferably not more than 3 × 10 20 atom / cc or 8 × 10 22 atom / cc. The ratio of the In concentration to the total concentration of the In concentration, Ga concentration, and Zn concentration of the target to be prepared is, for example, 0.20 or more and 0.65 or less, preferably 0.28 or more and 0.00. 60 or less. Such a target can be obtained, for example, by manufacturing as follows.

具体的には、始めにターゲットの原料を準備する。原料粉末には酸化インジウム(In23)、酸化ガリウム(Ga23)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)などを用いることができる。原料粉末の純度は、99.99%以上の高純度であることが好ましい。 Specifically, first, target raw materials are prepared. As the raw material powder, indium oxide (In 2 O 3 ), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), gallium nitride (GaN), indium nitride (InN), or the like can be used. The purity of the raw material powder is preferably a high purity of 99.99% or more.

次に、原料粉末を混合する。原料粉末の混合には乾式、湿式の何れの混合方式を用いてもよい。具体的には、通常のボールミルや遊星ボールミルを用いて混合される。また、湿式の混合方式により混合を行なった場合の乾燥には自然乾燥やスプレードライヤ等の乾燥方怯が好ましく用いられる。   Next, the raw material powder is mixed. Either the dry method or the wet method may be used for mixing the raw material powder. Specifically, mixing is performed using a normal ball mill or a planetary ball mill. In addition, a drying method such as natural drying or a spray dryer is preferably used for drying when mixing is performed by a wet mixing method.

次に、混合した原料粉末を焼成(仮焼)する。焼成温度は、原料粉末にGaNまたはInNを含んでいる場合には、たとえば500℃以上700℃以下であり、GaNまたはInNを含んでいない場合にはたとえば1000℃以上1200℃以下である。   Next, the mixed raw material powder is fired (calcined). When the raw material powder contains GaN or InN, the firing temperature is, for example, 500 ° C. or more and 700 ° C. or less, and when it does not contain GaN or InN, it is, for example, 1000 ° C. or more and 1200 ° C. or less.

次に、焼成した仮焼粉体を焼結する。焼結の雰囲気については、大気雰囲気、窒素を含む雰囲気、アンモニア(NH3)および/またはアルゴン(Ar)を含む雰囲気などが好ましく用いられる。焼結温度は、たとえば1500℃以上1700℃以下である。また、焼結時のZnOの蒸発を抑制するため加圧ガス中の焼結、ホットプレス焼結、HIP(熱間静水圧処理)焼結、CIP(冷間静水圧処理)焼結などを用いてもよい。なお、過剰な酸素(O)を含む雰囲気中で焼結するとターゲットに充分な導電性が得られない恐れがある。 Next, the calcined calcined powder is sintered. As the sintering atmosphere, an air atmosphere, an atmosphere containing nitrogen, an atmosphere containing ammonia (NH 3 ) and / or argon (Ar), or the like is preferably used. The sintering temperature is, for example, 1500 ° C. or more and 1700 ° C. or less. Moreover, in order to suppress evaporation of ZnO during sintering, sintering in a pressurized gas, hot press sintering, HIP (hot isostatic pressing) sintering, CIP (cold isostatic pressing) sintering, etc. are used. May be. Note that if the sintering is performed in an atmosphere containing excess oxygen (O), the target may not have sufficient conductivity.

以上の工程を実施することにより、上述したようなN濃度およびInの比を有する導電性酸化物であるターゲットを製造することができる。このようなターゲットの製造方法においてNを導入する方法としては、原料粉末のGaN量を増加すること、焼結雰囲気圧力を増加すること、雰囲気ガスにN2、または、NH3および/またはArの雰囲気とすることなどが挙げられる。特に、半導体酸化物の窒素量を多く導入して製造する場合、NH3およびAr雰囲気ガスにすることが有効である。 By performing the above steps, a target that is a conductive oxide having the above-described N concentration and In ratio can be manufactured. In such a target manufacturing method, N may be introduced by increasing the amount of GaN in the raw material powder, increasing the sintering atmosphere pressure, N 2 or NH 3 and / or Ar as the atmosphere gas. For example, an atmosphere. In particular, when the semiconductor oxide is manufactured by introducing a large amount of nitrogen, it is effective to use NH 3 and Ar atmosphere gases.

次に、成膜を行なう。成膜工程では、準備したターゲットを用いて、たとえばスパッタリング法により半導体酸化物を形成する。具体的には、まず、冷却材を有する基板ホルダーに基板を配置する。この基板に対向するように準備したターゲットを配置する。   Next, film formation is performed. In the film forming process, a semiconductor oxide is formed by, for example, a sputtering method using the prepared target. Specifically, first, a substrate is placed on a substrate holder having a coolant. A target prepared to face the substrate is placed.

その後、真空引きをして、プレスパッタを行なう。プレスパッタは、基板とターゲットとの間にシャッターを入れた状態で、スパッタリング放電を起こし、ターゲット表面のクリーニングを行なう。   Thereafter, vacuuming is performed and pre-sputtering is performed. In pre-sputtering, sputtering discharge is generated in a state where a shutter is put between the substrate and the target, and the target surface is cleaned.

次に、たとえば0.1Pa以上10Pa以下の圧力まで、Arガスおよび/またはN2ガスを導入する。この状態でスパッタリングを行ない、基板上に半導体酸化物を形成する。 Next, Ar gas and / or N 2 gas is introduced to a pressure of 0.1 Pa to 10 Pa, for example. Sputtering is performed in this state to form a semiconductor oxide on the substrate.

以上の工程を実施することにより、本実施の形態における半導体酸化物を製造することができる。   By performing the above steps, the semiconductor oxide in this embodiment can be manufactured.

以上説明したように、本実施の形態における半導体酸化物は、非結晶質の半導体酸化物であって、In、Ga、Zn、OおよびNを含み、Nの濃度は、1×1020atom/cc以上1×1022atom/cc以下であり、Inの濃度とGaの濃度とZnの濃度との合計の濃度に対するInの濃度の比が0.30以上0.66以下であることを特徴とする。 As described above, the semiconductor oxide in this embodiment is an amorphous semiconductor oxide and includes In, Ga, Zn, O, and N, and the concentration of N is 1 × 10 20 atoms / cc is 1 × 10 22 atoms / cc or less, and the ratio of the In concentration to the total concentration of In, Ga, and Zn is 0.30 or more and 0.66 or less. To do.

本発明者は、ターゲット表面に発生するノジュールを抑制するために鋭意研究した結果、上記比が0.30以上となるようにInの濃度を高くすることでノジュールの発生を抑制できることを見い出した。ノジュールは異常放電の原因となり、異常放電が発生すると、半導体酸化物内に粗大粒子が混入してしまい、電子移動度が悪化してしまう。また、ターゲットを用いたDCスパッタで半導体酸化物が成膜される場合には、成膜中において電気が流れにくく、半導体酸化物をそもそも実現することができない。しかし、本実施の形態の半導体酸化物は、Inを上記比になるように高濃度含んでいるので、ノジュールを抑制することができる。このため、異常放電を抑制できるので、電子移動度を向上できるなど、半導体酸化物の特性を向上することができる。   As a result of intensive studies to suppress nodules generated on the target surface, the present inventor has found that generation of nodules can be suppressed by increasing the In concentration so that the ratio is 0.30 or more. Nodules cause abnormal discharge, and when abnormal discharge occurs, coarse particles are mixed in the semiconductor oxide, and electron mobility is deteriorated. In addition, when a semiconductor oxide film is formed by DC sputtering using a target, it is difficult for electricity to flow during the film formation, and the semiconductor oxide cannot be realized in the first place. However, since the semiconductor oxide of this embodiment contains In at a high concentration so as to have the above ratio, nodules can be suppressed. For this reason, since abnormal discharge can be suppressed, the characteristics of the semiconductor oxide can be improved, for example, the electron mobility can be improved.

Inの濃度が高くなると、ノジュールの抑制には効果があるが、キャリア濃度が高くなり、所望のオンオフ比を達成できない場合がある。そこで、本発明者はInによるキャリア濃度の増加を抑制するために鋭意研究した結果、Nでキャリア電子をトラップすることで、Inによるキャリア濃度の増加をさらに抑制できることもさらに見い出した。上記比を0.66以下とすることによりInのキャリア濃度が高くなりすぎず、かつNの濃度を1×1020atom/cc以上1×1022atom/cc以下とすることにより、Nでキャリア電子をトラップすることでInによるキャリア濃度の増加を抑制できる。したがって、オンオフ比などの特性を向上することができる。さらに、Nの濃度を1×1022atom/cc以下とすることにより、キャリア濃度が低くなりすぎることを抑制でき、半導体を維持できる。以上より、ノジュールの発生を抑制し、かつ特性を向上する半導体酸化物を実現することができる。 Increasing the concentration of In is effective in suppressing nodules, but the carrier concentration increases and a desired on / off ratio may not be achieved. Accordingly, as a result of intensive studies to suppress the increase in carrier concentration due to In, the present inventor has further found that the increase in carrier concentration due to In can be further suppressed by trapping carrier electrons with N. By setting the above ratio to 0.66 or less, the In carrier concentration does not become too high, and the N concentration is set to 1 × 10 20 atom / cc or more and 1 × 10 22 atom / cc or less, so By trapping electrons, an increase in carrier concentration due to In can be suppressed. Therefore, characteristics such as on / off ratio can be improved. Furthermore, by setting the concentration of N to 1 × 10 22 atoms / cc or less, it is possible to suppress the carrier concentration from becoming too low and maintain the semiconductor. As described above, a semiconductor oxide that suppresses generation of nodules and improves characteristics can be realized.

(実施の形態2)
本実施の形態における半導体酸化物は、実施の形態1の半導体酸化物と同様であるので、その説明は繰り返さない。
(Embodiment 2)
Since the semiconductor oxide in this embodiment is similar to the semiconductor oxide in Embodiment 1, description thereof will not be repeated.

本実施の形態における半導体酸化物の製造方法は、基本的には実施の形態1における半導体酸化物の製造方法と同様の構成を備えているが、Nを含まないターゲットを用い、半導体酸化物の形成時(成膜時)に所定圧力の窒素ガスを導入した点において異なる。   The method for manufacturing a semiconductor oxide in this embodiment has basically the same structure as the method for manufacturing a semiconductor oxide in Embodiment 1, but a target that does not contain N is used to form a semiconductor oxide. The difference is that nitrogen gas of a predetermined pressure is introduced at the time of formation (film formation).

具体的には、ターゲットを準備する工程では、たとえば、Nを含まない原料粉末を準備し、雰囲気ガスにNを取り込みにくいガス(たとえば大気など酸素を含むガス)を用いる。   Specifically, in the step of preparing the target, for example, a raw material powder not containing N is prepared, and a gas (for example, a gas containing oxygen such as the atmosphere) that hardly takes N into the atmospheric gas is used.

半導体酸化物の形成(成膜)工程については、プレスパッタ工程まで、実施の形態1と同様である。それ以降の工程について、以下に説明する。プレスパッタ後に、Nを含むガスを導入する。このガスは、N2のみでもよく、Arなどをさらに含んでいてもよい。N2とArとを含んでいる場合には、窒素量(つまり、N2流量/(Ar流量+N2流量))はたとえば5%以上15%以下とし、圧力を0.05Pa以上10Pa以下、好ましくは0.08Pa以上8Pa以下にする。このような条件で、所定の厚みになるように、半導体酸化物を成膜する。 The semiconductor oxide formation (film formation) step is the same as that in Embodiment 1 up to the pre-sputtering step. The subsequent steps will be described below. After pre-sputtering, a gas containing N is introduced. This gas may be N 2 alone or may further contain Ar or the like. When N 2 and Ar are included, the amount of nitrogen (that is, N 2 flow rate / (Ar flow rate + N 2 flow rate)) is, for example, 5% to 15% and the pressure is 0.05 Pa to 10 Pa, preferably Is set to 0.08 Pa or more and 8 Pa or less. Under such conditions, a semiconductor oxide is formed to have a predetermined thickness.

以上の工程を実施することにより、本実施の形態における半導体酸化物を製造することができる。本実施の形態における半導体酸化物の製造方法においてNを導入する方法としては、成膜圧力を変化させることで調整できる。特に、半導体酸化物が窒素量を多く含有する場合には、成膜圧力をたとえば3Pa以上に高くすることが有効である。   By performing the above steps, the semiconductor oxide in this embodiment can be manufactured. The method for introducing N in the method for manufacturing a semiconductor oxide in this embodiment can be adjusted by changing the deposition pressure. In particular, when the semiconductor oxide contains a large amount of nitrogen, it is effective to increase the film forming pressure to 3 Pa or more, for example.

なお、本実施の形態では、Nを含まないターゲットを用いて製造する方法を説明したが、Nを含むターゲットを用いて製造してもよい。   Note that although a method for manufacturing using a target that does not include N has been described in this embodiment mode, the manufacturing method may be performed using a target including N.

また、実施の形態1および2における半導体酸化物の製造方法では、ターゲットを製造することを説明したが、入手可能なターゲットを用いて、成膜工程において成膜条件を調整することにより半導体酸化物を製造してもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the semiconductor oxide in Embodiments 1 and 2, it has been described that the target is manufactured. However, the semiconductor oxide can be adjusted by adjusting the film forming conditions in the film forming process using an available target. May be manufactured.

また、実施の形態1および2では、半導体酸化物をスパッタリング法により製造したが、特にこれに限定されず、他の方法で製造してもよい。   In Embodiments 1 and 2, the semiconductor oxide is manufactured by a sputtering method, but the present invention is not particularly limited thereto, and may be manufactured by another method.

本実施例では、半導体酸化物としてのIGZO膜を種々作製し、IZGO膜の特性を調べた。   In this example, various IGZO films as semiconductor oxides were manufactured, and the characteristics of the IZGO film were examined.

(実施例1)
1.材料粉末の粉砕混合
In23(純度99.99%、BET比表面積5m2/g)、Ga23(純度99.99%、BET比表面積11m2/g)、およびZnO(純度99.99%、BET比表面積4m2/g)の各粉末を、ボールミル装置を用いて3時間粉砕混合した。なお、分散媒には水を用いた。粉砕混合後スプレードライヤで乾燥した。
Example 1
1. Grinding and mixing of material powders In 2 O 3 (purity 99.99%, BET specific surface area 5 m 2 / g), Ga 2 O 3 (purity 99.99%, BET specific surface area 11 m 2 / g), and ZnO (purity 99 Each powder having a BET specific surface area of 4 m 2 / g) was pulverized and mixed for 3 hours using a ball mill apparatus. Water was used as the dispersion medium. After pulverization and mixing, the mixture was dried with a spray dryer.

2.焼成(仮焼)
次に、得られた混合粉末をアルミナ製ルツボに入れ、大気雰囲気中、1100℃で5時間仮焼を行ない、仮焼粉体を得た。
2. Firing (calcination)
Next, the obtained mixed powder was put into an alumina crucible and calcined at 1100 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain a calcined powder.

3.成形および焼結
次に、得られた仮焼粉体をCIPにより加圧成形し、直径100mm、厚さ約9mmの円板状の成形体を得た。得られた成形体を1気圧のN2雰囲気中、1550℃で12時間焼結して焼結体を得た。得られた焼結体は、直径が80mmに収縮(厚さは約7mm)していた。
3. Molding and Sintering Next, the obtained calcined powder was pressure-molded by CIP to obtain a disk-shaped molded body having a diameter of 100 mm and a thickness of about 9 mm. The obtained molded body was sintered at 1550 ° C. for 12 hours in an N 2 atmosphere of 1 atm to obtain a sintered body. The obtained sintered body contracted to a diameter of 80 mm (thickness was about 7 mm).

4.ターゲットの作製
次に、得られた焼結体を直径76.2mm、厚さ5.0mmに加工して実施例1のターゲットとした。
4). Preparation of Target Next, the obtained sintered body was processed into a diameter of 76.2 mm and a thickness of 5.0 mm to obtain a target of Example 1.

5.IGZO膜の成膜
次に、実施例1のターゲットを用いて、以下のように膜を形成した。成膜は、DCマグネトロンスパッタ法を用いた。スパッタ電源はDCを用いた。ターゲットサイズは、直径76.2mm、厚み5mmであり、直径3インチの平面がスパッタ面であった。
5. Formation of IGZO Film Next, using the target of Example 1, a film was formed as follows. For the film formation, a DC magnetron sputtering method was used. DC was used as the sputtering power source. The target size was 76.2 mm in diameter and 5 mm in thickness, and a plane having a diameter of 3 inches was the sputtering surface.

まず、水冷してある基板ホルダーに25mm×25mm×0.6mmの合成石英ガラスをセットした。実施例1のターゲットを、基板に対向する形でセットした。基板とターゲットとの距離は、40mmであった。セット完了後、1×10-4Pa程度まで真空引きを行なった。次に、ターゲットのプレスパッタを行なった。基板とターゲットとの間にシャッターを入れた状態で、Arガスを1Paまで導入し、30Wの直流電力を印加することで、スパッタリング放電を起こし、10分間ターゲット表面のクリーニング(プレスパッタ)を行なった。 First, a synthetic quartz glass of 25 mm × 25 mm × 0.6 mm was set on a water-cooled substrate holder. The target of Example 1 was set so as to face the substrate. The distance between the substrate and the target was 40 mm. After completing the setting, vacuuming was performed to about 1 × 10 −4 Pa. Next, the target was pre-sputtered. With the shutter placed between the substrate and the target, Ar gas was introduced up to 1 Pa and DC power of 30 W was applied to cause sputtering discharge, and the target surface was cleaned (pre-sputtering) for 10 minutes. .

次に、スパッタ圧力として0.4PaまでArガスを導入した。スパッタ電力を50Wとし、IGZOの膜厚が200nmになるまで成膜を続けた。基板ホルダーには、特にバイアス電圧は印加しておらず、水冷されているのみであった。このようにして、実施例1のIGZO膜を製造した。   Next, Ar gas was introduced up to 0.4 Pa as the sputtering pressure. Film formation was continued until the sputtering power was 50 W and the film thickness of IGZO reached 200 nm. No particular bias voltage was applied to the substrate holder, and it was only water-cooled. Thus, the IGZO film of Example 1 was manufactured.

(実施例2)
実施例2のIGZO膜は、基本的には実施例1のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットにおいて異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、ターゲットの焼結については、得られた成形体を2気圧のNH3およびAr雰囲気中で焼結した。
(Example 2)
The IGZO film of Example 2 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Example 1, but differed in the prepared target. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. As for the sintered targets were sintered obtained molded body in NH 3 and Ar atmosphere at 2 atm.

(実施例3)
実施例3のIGZO膜は、基本的には実施例1のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットにおいて異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。
(Example 3)
The IGZO film of Example 3 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Example 1, but differed in the prepared target. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below.

(実施例4)
実施例4のIGZO膜は、基本的には実施例1のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットにおいて異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、ターゲットの焼結については、得られた成形体を2気圧の雰囲気中で焼結した。
Example 4
The IGZO film of Example 4 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Example 1, but differed in the prepared target. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. Moreover, about sintering of the target, the obtained molded object was sintered in 2 atmosphere atmosphere.

(実施例5)
実施例5のIGZO膜は、基本的には実施例1のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットおよびIGZO膜の成膜について異なっていた。具体的には、以下の通りである。
(Example 5)
The IGZO film of Example 5 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Example 1, but differed in the formation of the prepared target and the IGZO film. Specifically, it is as follows.

実施例5のターゲットは、基本的には実施例1と同様に製造したが、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した点、および成形体を1気圧の大気中で焼結した点において異なっていた。実施例5のターゲットの製造において、Nを含む材料粉末を用いず、かつ焼結時にNを取り込めるガスを供給しなかったので、実施例5のターゲットにはNが含まれていなかった。   The target of Example 5 was basically manufactured in the same manner as in Example 1. However, the molar ratio of the prepared material powder was changed so that the composition of the target was as described in Table 1 below. And the point that the compact was sintered in an atmosphere of 1 atm. In the production of the target of Example 5, the material powder containing N was not used, and the gas capable of incorporating N at the time of sintering was not supplied. Therefore, the target of Example 5 did not contain N.

実施例5の成膜方法は、プレスパッタ工程まで、実施例1と同様であった。それ以降の工程について、以下に説明する。プレスパッタ後に、N2およびArを導入した。窒素量(=N2流量/(Ar流量+N2流量))は10%とし、圧力を0.08Paにした。その後、スパッタ電力を50WとしてIGZO膜の膜厚が200nmになるまで成膜を続けた。基板ホルダーは、特にバイアス電圧は印加しておらず、水冷されているのみであった。 The film forming method of Example 5 was the same as that of Example 1 up to the pre-sputtering process. The subsequent steps will be described below. N 2 and Ar were introduced after the pre-sputtering. The amount of nitrogen (= N 2 flow rate / (Ar flow rate + N 2 flow rate)) was 10%, and the pressure was 0.08 Pa. Thereafter, the deposition was continued until the sputtering power was 50 W and the film thickness of the IGZO film reached 200 nm. No particular bias voltage was applied to the substrate holder, and it was only water-cooled.

(実施例6)
実施例6のIGZO膜は、基本的には実施例5のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットおよびIGZO膜の成膜について異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、成膜については、スパッタ圧力を0.4Paとした。
(Example 6)
The IGZO film of Example 6 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Example 5, but differed in the formation of the prepared target and the IGZO film. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. For film formation, the sputtering pressure was 0.4 Pa.

(実施例7)
実施例7のIGZO膜は、基本的には実施例5のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットおよびIGZO膜の成膜について異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、成膜については、スパッタ圧力を3Paとした。
(Example 7)
The IGZO film of Example 7 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Example 5, but differed in the formation of the prepared target and the IGZO film. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. For film formation, the sputtering pressure was 3 Pa.

(実施例8)
実施例8のIGZO膜は、基本的には実施例5のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットおよびIGZO膜の成膜について異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、成膜については、スパッタ圧力を8Paとした。
(Example 8)
The IGZO film of Example 8 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Example 5, but differed in the formation of the prepared target and the IGZO film. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. For film formation, the sputtering pressure was 8 Pa.

(比較例1)
比較例1のIGZO膜は、基本的には実施例1と同様に製造したが、成形体を1気圧の大気中で焼結したターゲットを用いた点において異なっていた。比較例1では、Nを含まないターゲットを用いて、Nを取り込むことのできない雰囲気でIGZO膜を形成したので、比較例1のIGZO膜にはNは含まれていなかった。
(Comparative Example 1)
The IGZO film of Comparative Example 1 was basically produced in the same manner as in Example 1, but differed in that a target obtained by sintering the compact in the atmosphere at 1 atm was used. In Comparative Example 1, since the IGZO film was formed in an atmosphere in which N cannot be taken in using a target that does not contain N, N was not contained in the IGZO film of Comparative Example 1.

(比較例2)
比較例2のIGZO膜は、基本的には実施例1と同様に製造したが、準備したターゲットにおいて異なっていた。具体的には、以下の通りである。
(Comparative Example 2)
The IGZO film of Comparative Example 2 was basically manufactured in the same manner as in Example 1, but differed in the prepared target. Specifically, it is as follows.

1.材料粉末の粉砕混合
In23(純度99.99%、BET比表面積5m2/g)、Ga23(純度99.99%、BET比表面積11m2/g)、ZnO(純度99.99%、BET比表面積4m2/g)、およびGaN(純度99.99%、BET比表面積2m2/g)の各粉末を、ボールミル装置を用いて3時間粉砕混合した。なお、分散媒には水を用いた。粉砕混合後スプレードライヤで乾燥した。
1. Grinding and mixing of material powders In 2 O 3 (purity 99.99%, BET specific surface area 5 m 2 / g), Ga 2 O 3 (purity 99.99%, BET specific surface area 11 m 2 / g), ZnO (purity 99.99%). Each powder of 99%, BET specific surface area 4 m 2 / g) and GaN (purity 99.99%, BET specific surface area 2 m 2 / g) was pulverized and mixed for 3 hours using a ball mill apparatus. Water was used as the dispersion medium. After pulverization and mixing, the mixture was dried with a spray dryer.

2.焼成(仮焼)
次に、得られた混合粉末をアルミナ製ルツボに入れ、大気雰囲気中、600℃で5時間仮焼を行ない、仮焼粉体を得た。
2. Firing (calcination)
Next, the obtained mixed powder was put into an alumina crucible and calcined at 600 ° C. for 5 hours in an air atmosphere to obtain a calcined powder.

3.成形および焼結
次に、得られた仮焼粉体を一軸加圧成形により加圧成形し、直径100mm、厚さ約9mmの円板状の成形体を得た。得られた成形体を1気圧のAr雰囲気中、1550℃で12時間焼結して焼結体を得た。得られた焼結体は、直径が80mmに収縮(厚さは約7mm)していた。
3. Molding and Sintering Next, the obtained calcined powder was pressure-molded by uniaxial pressure molding to obtain a disk-shaped molded body having a diameter of 100 mm and a thickness of about 9 mm. The obtained molded body was sintered at 1550 ° C. for 12 hours in an Ar atmosphere of 1 atm to obtain a sintered body. The obtained sintered body contracted to a diameter of 80 mm (thickness was about 7 mm).

4.ターゲットの作製
次に、得られた焼結体を直径76.2mm、厚さ5.0mmに加工して比較例2のターゲットとした。
4). Preparation of target Next, the obtained sintered body was processed into a diameter of 76.2 mm and a thickness of 5.0 mm to obtain a target of Comparative Example 2.

(比較例3)
比較例3のIGZO膜は、基本的には比較例2と同様に製造したが、準備したターゲットにおいて異なっていた。ターゲットの材料粉末については、InNをさらに混合するために、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、焼結については、得られた成形体を6気圧のN2雰囲気中で焼結した。
(Comparative Example 3)
The IGZO film of Comparative Example 3 was basically manufactured in the same manner as Comparative Example 2, but differed in the prepared target. For the target material powder, in order to further mix InN, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. As for the sintered and sintered resulting molded body in a N 2 atmosphere at 6 atm.

(比較例4)
比較例4のIGZO膜は、基本的には比較例2と同様に製造したが、準備したターゲットにおいて異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、焼結については、得られた成形体を1気圧のN2雰囲気中で焼結した。
(Comparative Example 4)
The IGZO film of Comparative Example 4 was basically manufactured in the same manner as Comparative Example 2, but differed in the prepared target. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. As for the sintered and sintered and the resulting molded body in a N 2 atmosphere at 1 atm.

(比較例5)
比較例5のIGZO膜は、基本的には比較例2のIGZO膜と同様に製造したが、準備したターゲットにおいて異なっていた。ターゲットの材料粉末については、準備した材料粉末のモル比を変更して、ターゲットの組成が下記の表1の記載になるように各材料粉末を準備した。また、焼結については、得られた成形体を1気圧のNH3およびAr雰囲気中で焼結した。
(Comparative Example 5)
The IGZO film of Comparative Example 5 was basically manufactured in the same manner as the IGZO film of Comparative Example 2, but differed in the prepared target. For the target material powder, the molar ratio of the prepared material powder was changed, and each material powder was prepared so that the composition of the target was as described in Table 1 below. As for the sintered and sintered and the resulting molded body in NH 3 and Ar atmosphere of 1 atm.

(測定方法)
実施例1〜8および比較例1〜5のターゲットの焼結体およびIGZO膜について、X線回折測定、以下の条件でのRBSによるIn、Ga、およびZnの組成分析、およびSIMSによるNの定量測定を実施した。その結果を下記の表1に示す。
(Measuring method)
For the sintered bodies and IGZO films of the targets of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5, X-ray diffraction measurement, composition analysis of In, Ga, and Zn by RBS under the following conditions, and determination of N by SIMS Measurements were performed. The results are shown in Table 1 below.

RBSの条件は、MCA分解能2.4kev/ch、エネルギー分解能23keV、入射イオン4He++、入射エネルギー2.3MeV、入射角度0°、試料電流2nA、入射ビーム径2mm、試料回転0°、照射量60μ/C、チャンバー真空炉6.7×10-5、検出器の散乱角160deg、アパチャ径8mmで測定した。SIMSは、ZnOにNをイオン注入した標準片を用いてNを定量した。 The RBS conditions are: MCA resolution 2.4 kev / ch, energy resolution 23 keV, incident ion 4 He ++ , incident energy 2.3 MeV, incident angle 0 °, sample current 2 nA, incident beam diameter 2 mm, sample rotation 0 °, irradiation dose The measurement was performed at 60 μ / C, chamber vacuum furnace 6.7 × 10 −5 , detector scattering angle 160 deg, and aperture diameter 8 mm. SIMS quantified N using a standard piece in which N was ion-implanted into ZnO.

また、実施例1〜8および比較例1〜5のIGZO膜について、ノジュール数を以下の方法により測定した。60時間の成膜後、実施例1〜8および比較例1〜5のターゲット表面を5倍のルーペを使って目視にて観察した。そして、5cm×5cm範囲のノジュール量を計測し、単位面積あたりの個数を換算した。その結果を下記の表1に示す。   Moreover, about the IGZO film | membrane of Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5, the nodule number was measured with the following method. After the film formation for 60 hours, the target surfaces of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were visually observed using a 5 times magnifier. And the amount of nodules in the 5 cm × 5 cm range was measured, and the number per unit area was converted. The results are shown in Table 1 below.

また、実施例1〜8および比較例1〜5のIGZO膜のキャリア濃度および電子移動度をHall効果測定機を用いてヴァンデルパウ法により測定した。温度は室温下、磁場強度は0.5T、印加電圧は20mVとした。その結果を表1に示す。   Further, the carrier concentration and the electron mobility of the IGZO films of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were measured by the Van der Pau method using a Hall effect measuring machine. The temperature was room temperature, the magnetic field strength was 0.5 T, and the applied voltage was 20 mV. The results are shown in Table 1.

Figure 2011058012
Figure 2011058012

なお、上記表1におけるターゲットの原料とは、In23、Ga23、およびZnO以外に追加した原料を記載している。つまり、実施例1〜8および比較例1〜5のターゲットの原料は、In23、Ga23、およびZnOを含んでいた。 Note that the target of the raw materials in Table 1, describes a material obtained by adding In 2 O 3, Ga 2 O 3, and in addition to ZnO. That is, the target raw materials of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 contained In 2 O 3 , Ga 2 O 3 , and ZnO.

(測定結果)
X線回折測定の結果、実施例1〜8および比較例1〜5のIGZO膜は、非結晶質であることがわかった。このため、TFTのチャンネル層や、透明電極用の透明薄膜などに用いることができることがわかった。また、実施例1〜8および比較例1〜5のターゲットの焼結体は、結晶質であることがわかった。
(Measurement result)
As a result of X-ray diffraction measurement, the IGZO films of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were found to be amorphous. For this reason, it turned out that it can be used for the channel layer of TFT, the transparent thin film for transparent electrodes, etc. Moreover, it turned out that the sintered compact of the target of Examples 1-8 and Comparative Examples 1-5 is crystalline.

表1に示すように、実施例1〜8のIGZO膜において、ノジュール発生量は4個/cm2以下であり、ノジュール発生量を低減できるとともに、キャリア濃度は7×1015個/cm2以上8×1018個/cm2以下であった。このため、絶縁性にならず、かつ電子移動度を向上できた。 As shown in Table 1, in the IGZO films of Examples 1 to 8, the nodule generation amount is 4 pieces / cm 2 or less, the nodule generation amount can be reduced, and the carrier concentration is 7 × 10 15 pieces / cm 2 or more. It was 8 × 10 18 pieces / cm 2 or less. For this reason, it was not insulative and the electron mobility could be improved.

一方、In濃度が低く、かつNを含まなかった比較例1は、ノジュール発生量が多く、電子移動度が低かった。   On the other hand, Comparative Example 1, which had a low In concentration and contained no N, had a large amount of nodule generation and a low electron mobility.

N濃度が1×1020atom/cc未満の比較例2は、ノジュール発生量を抑制できたものの、Nによるキャリア電子のトラップが少なかったため、キャリア濃度が高くなりすぎた。本発明者はキャリア濃度が8×1019atom/cm2以上の場合、オンオフ比が低下するという知見を得ている。このため、比較例2では、IGZO膜の特性が劣化する。 In Comparative Example 2 in which the N concentration was less than 1 × 10 20 atoms / cc, the amount of nodule generation was suppressed, but the carrier concentration by N was small, so the carrier concentration was too high. The inventor has found that the on / off ratio decreases when the carrier concentration is 8 × 10 19 atoms / cm 2 or more. For this reason, in Comparative Example 2, the characteristics of the IGZO film deteriorate.

N濃度が1×1022atom/ccを超えた比較例3は、ノジュール発生量を抑制できたものの、Nによるキャリア電子のトラップが多すぎたため、キャリア濃度が極めて低く、電子移動度も極めて低く、絶縁体と判断した。 In Comparative Example 3 in which the N concentration exceeded 1 × 10 22 atoms / cc, although the generation amount of nodules could be suppressed, the carrier concentration was extremely low because the number of trapped carrier electrons by N was too large, and the electron mobility was also extremely low. Judged as an insulator.

In濃度が低い(比が0.30未満の)比較例4は、ノジュール発生量が多く、キャリア濃度が低かった。このため、電子移動度が低かった。   In Comparative Example 4 where the In concentration was low (the ratio was less than 0.30), the amount of nodules generated was large and the carrier concentration was low. For this reason, the electron mobility was low.

In濃度が高い(比が0.66を超えた)比較例5は、ノジュール発生量を抑制できたものの、Nによるキャリアのトラップが不足して、キャリア濃度が高くなった。このため、比較例2と同様、比較例5のIGZO膜の特性は劣化する。   In Comparative Example 5 in which the In concentration was high (the ratio exceeded 0.66), the amount of nodules could be suppressed, but the carrier concentration by N was insufficient and the carrier concentration was high. For this reason, as in Comparative Example 2, the characteristics of the IGZO film of Comparative Example 5 deteriorate.

以上より、本実施例によれば、Nの濃度が1×1020atom/cc以上1×1022atom/cc以下であり、Inの濃度とGaの濃度とZnの濃度との合計の濃度に対するInの濃度の比が0.30以上0.66以下であることにより、半導体酸化物のノジュールを効果的に低減でき、かつ特性を向上することが確認できた。 As described above, according to the present embodiment, the N concentration is 1 × 10 20 atom / cc or more and 1 × 10 22 atom / cc or less, and the total concentration of the In concentration, the Ga concentration, and the Zn concentration is It was confirmed that when the In concentration ratio is 0.30 or more and 0.66 or less, the nodules of the semiconductor oxide can be effectively reduced and the characteristics are improved.

以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、各実施の形態および実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, it is also planned from the beginning to appropriately combine the features of the embodiments and examples. The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

Claims (1)

非結晶質の半導体酸化物であって、
インジウム、ガリウム、亜鉛、酸素および窒素を含み、
前記窒素の濃度は、1×1020atom/cc以上1×1022atom/cc以下であり、
前記インジウムの濃度と前記ガリウムの濃度と前記亜鉛の濃度との合計の濃度に対する前記インジウムの濃度の比が0.30以上0.66以下であることを特徴とする、半導体酸化物。
An amorphous semiconductor oxide,
Contains indium, gallium, zinc, oxygen and nitrogen,
The concentration of nitrogen is 1 × 10 20 atoms / cc to 1 × 10 22 atoms / cc,
A semiconductor oxide, wherein a ratio of the indium concentration to the total concentration of the indium concentration, the gallium concentration, and the zinc concentration is 0.30 or more and 0.66 or less.
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