JP5540972B2 - 酸化物半導体ターゲットおよび酸化物半導体膜の製造方法 - Google Patents
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Description
本願発明では、酸化物半導体に、ドナーとしてキャリア(酸化物の場合には酸素欠損に起因する電子)を発生させる不純物元素であるIII族元素(ボロン(B)、Al、Ga、In)に対抗する不純物元素(対抗ドープ元素、対抗ドープ材料)として、そのキャリアを打ち消す役割をもつIV族元素、V族元素、またはIV族およびV族元素の両元素を添加し、酸化物半導体中のキャリア数の制御を行う。
前述した実施の形態1では、本願発明をZTOターゲットに適用した場合について説明したが、本実施の形態2では、本願発明をインジウム亜鉛錫複合酸化物(Indium Zinc Tin Oxide:IZTO)ターゲットに適用した場合について説明する。
2 カソード電極(ターゲット裏板)
3 対向電極(サンプルホルダ兼用)
4 マッチングボックス
5 RF電源
6 マスフローコントローラ
7 クライオポンプまたは分子ターボポンプ
8 ドライポンプまたはロータリーポンプ
9 マグネット(マグネトロンスパッタ用)
10 支持基板
11 ゲート電極
12 ゲート絶縁膜
13 チャネル層(亜鉛錫複合酸化物半導体膜(ZTO膜))
14 ソース・ドレイン電極
15 パッシベーション層
15a 接続孔
16 配線
20 インジウム亜鉛錫複合酸化物半導体ターゲット(IZTOターゲット)
21 蒸発源
22 電子ビーム源
23 イオン源(イオンアシスト用)
24 基板ホルダ
25 基板揺動装置
26 マスフローコントローラ
27 クライオポンプまたは分子ターボポンプ
28 ドライポンプまたはロータリーポンプ
30 支持基板
31 ソース・ドレイン電極
32 チャネル層(インジウム亜鉛錫複合酸化物半導体膜(IZTO膜))
33 ゲート絶縁膜
34 ゲート電極
35 層間絶縁膜層
Claims (16)
- 酸化亜鉛および酸化錫を主材料とする酸化物焼結体からなる酸化物半導体ターゲットであって、
前記酸化物焼結体に、IV族元素、V族元素、またはIV族元素およびV族元素の両元素が添加されており、
前記IV族元素の不純物濃度、前記V族元素の不純物濃度、または前記IV族元素およびV族元素の両元素の不純物濃度は、前記酸化物焼結体に含まれるIII族元素の不純物濃度の1/15以上、1/2以下であることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。 - 請求項1記載の酸化物半導体ターゲットにおいて、
前記IV族元素の不純物濃度、前記V族元素の不純物濃度、または前記IV族元素およびV族元素の両元素の不純物濃度は、前記III族元素の不純物濃度の1/15以上、1/10以下であることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。 - 請求項1記載の酸化物半導体ターゲットにおいて、前記III族元素の不純物濃度が1.0wt.%(3.0at.%)以下であることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。
- 請求項1記載の酸化物半導体ターゲットにおいて、前記III族元素がB、Al、Ga、Inのいずれか1つ、またはB、Al、Ga、Inのうちの2つ以上の組み合わせからなることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。
- 請求項1記載の酸化物半導体ターゲットにおいて、前記IV族元素がC、Si、Geのいずれか1つ、またはC、Si、Geのうちの2つ以上の組み合わせからなることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。
- 請求項1記載の酸化物半導体ターゲットにおいて、前記V族元素がN、P、Asのいずれか1つ、またはN、P、Asのうちの2つ以上の組み合わせからなることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。
- 請求項1記載の酸化物半導体ターゲットにおいて、前記酸化物半導体ターゲットの抵抗率は1×10−1Ωcm以上であることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。
- 請求項1記載の酸化物半導体ターゲットにおいて、前記酸化物焼結体の相対密度は95%以上であることを特徴とする酸化物半導体ターゲット。
- 酸化物半導体ターゲットを用いて基板上に酸化物半導体膜を形成する酸化物半導体膜の製造方法であって、
前記酸化物半導体ターゲットは、
(a)ボールミルで、酸化亜鉛粉末および酸化錫粉末と、IV族元素、V族元素、またはIV族元素およびV族元素の両元素を含む材料とを混合する工程と、
(b)前記(a)工程で混合された原材料を成形する工程と、
(c)前記(b)工程で成形された前記原材料を焼結して、酸化亜鉛および酸化錫を主材料とする酸化物焼結体を形成する工程と、
を含む製造方法によって製造され、
前記酸化物焼結体に、IV族元素、V族元素、またはIV族元素およびV族元素の両元素が添加されており、
前記IV族元素の不純物濃度、前記V族元素の不純物濃度、または前記IV族元素およびV族元素の両元素の不純物濃度は、前記酸化物焼結体に含まれるIII族元素の不純物濃度の1/15以上、1/2以下であることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。 - 請求項9記載の酸化物半導体膜の製造方法において、前記酸化物半導体ターゲットを製造する前記(a)工程において、前記ボールミルにアルミナボールが投入されることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。
- 請求項9記載の酸化物半導体膜の製造方法において、前記酸化物半導体膜は、前記酸化物半導体ターゲットを用いた高周波スパッタリング法により前記基板上に形成されることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。
- 請求項11記載の酸化物半導体膜の製造方法において、前記高周波スパッタリング法は、RFマグネトロンスパッタリング法またはECRスパッタリング法であることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。
- 請求項11記載の酸化物半導体膜の製造方法において、プラズマ源となるスパッタリングガスに、5%以上の酸素ガスが添加されていることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。
- 請求項9記載の酸化物半導体膜の製造方法において、前記酸化物半導体膜は、前記酸化物半導体ターゲットを用いた蒸着法により前記基板上に形成されることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。
- 請求項14記載の酸化物半導体膜の製造方法において、前記蒸着法は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンプレーティング法、またはパルスレーザ蒸着法であることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。
- 請求項9記載の酸化物半導体膜の製造方法において、前記酸化物半導体膜は、前記酸化物半導体ターゲットを用いたイオンビームスパッタリング法により前記基板上に形成されることを特徴とする酸化物半導体膜の製造方法。
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