JP6006202B2 - In2O3−SnO2−ZnO系スパッタリングターゲット - Google Patents

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Description

本発明は、酸化物半導体や透明導電膜等の酸化物薄膜作製用のスパッタリングターゲット、特に、薄膜トランジスタ用の酸化物薄膜の形成に好適なスパッタリングターゲットに関する。
電界効果型トランジスタは、半導体メモリ集積回路の単位電子素子、高周波信号増幅素子、液晶駆動用素子等として広く用いられており、現在、最も多く実用化されている電子デバイスである。そのなかでも、近年における表示装置の発展に伴い、液晶表示装置(LCD)のみならず、エレクトロルミネッセンス表示装置(EL)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)等の各種表示装置において、表示素子に駆動電圧を印加して表示装置を駆動させるスイッチング素子として、薄膜トランジスタ(TFT)が多用されている。
TFT駆動素子には、現在、シリコン系半導体薄膜が最も広く用いられている。一方、シリコン系半導体薄膜よりも安定性が優れることから、金属酸化物からなる透明半導体薄膜が注目されている。
金属酸化物を利用した半導体膜の1つとして、酸化亜鉛を主成分とした結晶質を含む酸化物半導体膜があり、多数の検討がなされている。しかしながら、工業的に一般に行われているスパッタリング法で成膜した場合には、酸化亜鉛を主成分とした結晶質を含む酸化物半導体膜は、酸素欠陥が入りやすく、キャリア電子が多数発生し、電気伝導度を小さくすることが難しいという問題があった。また、スパッタリング法による成膜の際に、異常放電が発生し、成膜の安定性が損なわれ、得られる膜の均一性及び再現性が低下する問題があった。
また、特に、酸化亜鉛を主成分とした結晶質を含む酸化物半導体膜は、その電界効果移動度(以下、単に「移動度」という場合がある)が1cm/V・sec程度と低く、on−off比が小さい上、漏れ電流が発生しやすい。このため、酸化亜鉛を主成分とした結晶質を含む酸化物半導体膜を、TFTの活性層(チャネル層)として使用する際には、ゲート電圧無印加時であってもソース端子及びドレイン端子間に大きな電流が流れてしまい、TFTのノーマリーオフ動作を実現できないという問題があった。また、トランジスタのオン・オフ比を大きくすることも難しかった。
このように、酸化亜鉛を含有する酸化物半導体膜を使用して得られるTFTは、移動度が低い、on−off比が低い、漏れ電流が大きい、ピンチオフが不明瞭、ノーマリーオンになりやすい等、TFTの性能が低くなるおそれがあった。また、耐薬品性が劣るため、ウェットエッチングが難しい等製造プロセスや使用環境の制限があった。
ところで、酸化亜鉛を主成分とした結晶質を含む酸化物半導体膜では、移動度等の性能を上げるために、高い圧力で成膜する必要がある。そのため、成膜速度が遅かった。また、700℃以上の高温処理が必要であるため、工業化にも問題があった。
また、酸化亜鉛を主成分とした結晶質を含む酸化物半導体膜を用いたTFTの場合、ボトムゲート構成での移動度等のTFT性能が低い。性能を上げるにはトップゲート構成で膜厚を100nm以上にする必要等がある。従って、TFTの素子構成に制限もあった。
このような問題を解決するため、酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなる非晶質酸化物半導体膜を薄膜トランジスタとして駆動させる方法が検討されている。また、酸化インジウム、酸化ガリウム及び酸化亜鉛からなる非晶質酸化物半導体膜を工業的に量産性に優れたスパッタリング法で形成する検討も行われている。しかし、ガリウムは希少金属で原料コストが高く、ガリウムの添加量を少なくしてしまうと、成膜時の酸素分圧を高くしないとTFTのノーマリーオフ動作を実現できないといった問題があった。
一方、ガリウムを含まずに、酸化インジウム及び酸化亜鉛からなる非晶質酸化物半導体膜を用いた薄膜トランジスタも提案されている(特許文献1、非特許文献1)。しかしながら、上記と同様、成膜時の酸素分圧を高くしないとTFTのノーマリーオフ動作を実現できないといった問題があった。
また、酸化錫を主成分としたIn−SnO−ZnO系酸化物にTaやY、Siといった添加元素を含む光情報記録媒体の保護層用のスパッタリングターゲットが検討されている(特許文献2、3)。しかしながら、酸化物半導体用ではなく、また、絶縁性物質の凝集体が形成され易く、抵抗値が高くなってしまうことや異常放電が起こり易いという問題があった。
特許第4620046号公報 国際公開第2005/078152号パンフレット 国際公開第2005/078153号パンフレット
Kachirayil J.Saji et al., JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY,155(6),H390−395(2008)
本発明の目的は、スパッタリング法を用いて酸化物半導体や透明導電膜等の酸化物薄膜を成膜する際の酸素分圧を高くすることなく、良好なTFT特性を実現させるスパッタリングターゲットを提供するものである。
本発明によれば、以下のスパッタリングターゲット等が提供される。
1.インジウム元素(In)、錫元素(Sn)及び亜鉛元素(Zn)と、下記のX群から選択される1以上の元素Xを含有する酸化物からなり、各元素の原子比が下記式(1)〜(4)を満たすスパッタリングターゲット。
X群:Mg,Si,Al,Sc,Ti,Y,Zr,Hf,Ta,La,Nd,Sm
0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.85 (1)
0.01≦Sn/(In+Sn+Zn)≦0.40 (2)
0.10≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.70 (3)
0.70≦In/(In+X)≦0.99 (4)
(式中、In,Sn,Zn及びXはそれぞれ、スパッタリングターゲットにおける各元素の原子比を示す。)
2.スパッタリングターゲットに含まれるInで表されるビックスバイト構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(In2O3))と、前記元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)が、下記式(5)を満たす1に記載のスパッタリングターゲット。
/I(In2O3)≦0.15 (5)
3.スパッタリングターゲットに含まれるZnSnOで表されるスピネル構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(Zn2SnO4))と、前記元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)が、下記式(6)を満たす1に記載のスパッタリングターゲット。
/I(Zn2SnO4)≦0.15 (6)
4.元素Xと酸素からなる化合物の平均結晶粒径が10μm以下である1〜3のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
5.前記スパッタリングターゲットにおいて、焼き上がり面を除去した後のターゲット表面部と該表面から平面研削盤で2mm研削した部分とのCIE1976空間で測定されるL色差(ΔE)が3.0以下である1〜4のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
6.比抵抗が30mΩcm以下、相対密度が90%以上である1〜5のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
7.元素XがZrである1〜6のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
8.酸化インジウム粉と元素Xの酸化物を混合、粉砕する工程Aと、前記工程Aで得た混合粉を700〜1200℃の温度で熱処理する工程Bと、前記工程Bで得た熱処理粉に、酸化錫粉及び酸化亜鉛粉を加えて混合粉砕する工程Cと、を含む1〜7のいずれかに記載のスパッタリングターゲットの製造方法。
9.上記1〜7のいずれかに記載のスパッタリングターゲットを用いて作製した酸化物薄膜。
10.上記9に記載の酸化物薄膜を用いた薄膜トランジスタ。
本発明によれば、スパッタリング法を用いて酸化物半導体や透明導電膜等の酸化物薄膜を成膜する際に、酸素分圧を高くする必要がなく、かつ、凝集体ができにくく異常放電の発生を抑制したスパッタリングターゲットが得られる。
実施例1で得たスパッタリングターゲットのX線チャートである。
本発明のスパッタリングターゲットは、インジウム元素(In)、錫元素(Sn)及び亜鉛元素(Zn)と、Mg,Si,Al,Sc,Ti,Y,Zr,Hf,Ta,La,Nd及びSmからなる群(以下、X群という)より選択される1以上の元素Xを含有する酸化物からなる。そして、各元素の原子比が下記式(1)〜(4)を満たすことを特徴とする。
0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.85 (1)
0.01≦Sn/(In+Sn+Zn)≦0.40 (2)
0.10≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.70 (3)
0.70≦In/(In+X)≦0.99 (4)
(式中、In,Sn,Zn及びXはそれぞれ、スパッタリングターゲットにおける各元素の原子比を示す。)
スパッタリングターゲットに、上記X群から選択される1以上の元素Xを含有させることにより、スパッタリング時の酸素分圧を低くできる。
上記X群の元素の中でも、In元素、Sn元素又はZn元素と複合酸化物を作るものが好ましい。複合酸化物を作らない元素の場合、In含有酸化物への固溶量が大きい元素が好ましい。尚、In含有酸化物への固溶は、インジウム元素と元素Xのイオン半径の差が少ないほど生じやすい。また、元素Xと酸素との電気陰性度の差が、In、Sn及びZn元素と、酸素との電気陰性度の差よりも大きい方が好ましい。この場合、元素Xの酸化物はイオン結合性が非常に強い酸化物となるため、スパッタリング時の酸素分圧を低くすることができる。
尚、X群はMg,Si,Al,Sc,Ti,Y,Zr,Hf,Ta,La,Nd及びSm以外にも酸素との電気陰性度の差がIn、Sn及びZn元素と、酸素との電気陰性度の差よりも大きければ、同様の効果が得られるため、これら元素に限定されることは無い。
X群の元素のうち、好ましくはMg,Si,Al,Sc,Zr及びHfであり、特に好ましくはAl,Zr及びHfである。
本発明のスパッタリングターゲットでは、ターゲット中のIn元素、Sn元素及びZn元素の合計(原子比)に占めるIn元素の量[In/(In+Sn+Zn)]は、下記式(1)の関係を満たす。
0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.85 (1)
式(1)において、In元素の量が0.10よりも少ないと、スパッタリングターゲットのバルク抵抗値が高くなるため、DCスパッタリングが不可能となる。
一方、In元素の量が0.85よりも多いと、元素Xの添加によるスパッタリング中の酸素分圧を低くする効果が得られなくなり、良好なTFT特性を有する酸化物薄膜を成膜することが難しくなる。また、Znが少ないため得られる膜が非晶質膜となり、安定した酸化物薄膜が得られない場合がある。
In元素の量[In/(In+Sn+Zn)]は、好ましくは0.20〜0.75であり、さらに好ましくは、0.30〜0.60である。
また、ターゲット中のIn元素、Sn元素及びZn元素の合計(原子比)に占めるSn元素の量[Sn/(In+Sn+Zn)]は、下記式(2)の関係を満たす。
0.01≦Sn/(In+Sn+Zn)≦0.40 (2)
式(2)において、Sn元素の量が0.01よりも少ないと、焼結体密度が十分に向上せず、ターゲットのバルク抵抗値が高くなるおそれがある。
一方、Sn元素の量が0.40よりも多いと、得られる薄膜のウェットエッチャントへの溶解性が低下するため、ウェットエッチングが困難になる。
Sn元素の量[Sn/(In+Sn+Zn)]は、好ましくは0.05〜0.30であり、さらに好ましくは、0.10〜0.20である。
また、ターゲット中のIn元素、Sn元素及びZn元素の合計(原子比)に占めるZn元素の量[Zn/(In+Sn+Zn)]は、下記式(3)の関係を満たす。
0.10≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.70 (3)
式(3)において、Zn元素の量が0.10よりも少ないと、得られる膜が非晶質膜として安定しないおそれがある。一方、Zn元素の量が0.70よりも多いと、得られる薄膜のウェットエッチャントへの溶解速度が高すぎるため、ウェットエッチングが困難になる。
Zn元素の量[Zn/(In+Sn+Zn)]は、好ましくは0.25〜0.60であり、さらに好ましくは、0.40〜0.50である。
また、本発明のスパッタリングターゲットでは、ターゲット中のIn元素及び元素Xの合計(原子比)に占めるIn元素の量[In/(In+X)]は、下記式(4)の関係を満たす。
0.70≦In/(In+X)≦0.99 (4)
式(4)において、In元素の量が0.70よりも少ないと、ターゲット中の元素Xの割合が高くなり、その結果、絶縁性物質の凝集体が形成され易くなり、ターゲットの抵抗値が高くなる。また、スパッタリング時において異常放電(アーキング)が起こりやすくなる。
一方、In元素の量が0.99よりも多いと、元素Xの添加量が足りないため、元素Xの添加による効果が得られなくなる。
In元素の量[In/(In+X)]は、好ましくは0.80〜0.99であり、さらに好ましくは、0.85〜0.99である。
尚、スパッタリングターゲットに元素Xを2種以上添加する場合、式(4)のXが示す原子比は、添加した元素Xの原子比の合計を意味する。
本発明のスパッタリングターゲットでは、ターゲットに含まれるInで表されるビックスバイト構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(In2O3))と、元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)の比(I/I(In2O3))が、下記式(5)を満たすことが好ましい。
/I(In2O3)≦0.15 (5)
また、スパッタリングターゲットに含まれるZnSnOで表されるスピネル構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(Zn2SnO4))と、元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)の比(I/I(Zn2SnO4))が、下記式(6)を満たすことが好ましい。
/I(Zn2SnO4)≦0.15 (6)
上記式(5)及び(6)で表される比は、スパッタリングターゲットに含まれる元素Xと酸素からなる化合物量を相対的に示すものである。元素Xと酸素からなる化合物は絶縁性物質であるため、上記比が0.15よりも大きいと、スパッタリングターゲットのバルク抵抗が高くなるおそれがある。
上記比は0.1以下であることが好ましく、特に、0.05以下であることが好ましい。
ターゲットが、Inで表されるビックスバイト構造化合物、ZnSnOで表されるスピネル構造化合物、及び元素Xと酸素からなる化合物を含むことは、X線回折測定(XRD)で確認できる。
Inで表されるビックスバイト構造化合物(あるいは希土類酸化物C型の結晶構造)とは、希土類酸化物C型あるいはMn(I)型酸化物とも言われる。「透明導電膜の技術」((株)オーム社出版、日本学術振興会、透明酸化物・光電子材料第166委員会編、1999)等に開示されている通り、化学量論比がM(Mは陽イオン、Xは陰イオンで通常酸素イオン)で、一つの単位胞はM:16分子、合計80個の原子(Mが32個、Xが48個)により構成されている。
尚、結晶構造中の原子やイオンが一部他の原子で置換された置換型固溶体、他の原子が格子間位置に加えられた侵入型固溶体もビックスバイト構造化合物に含まれる。
本発明のターゲットの構成成分であるビックスバイト構造化合物は、これらの内、Inで表される化合物、即ちX線回折で、JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards)データベースのNo.06−0416のピークパターンか、あるいは類似の(シフトした)パターンを示すものである。
ZnSnOで表されるスピネル構造とは、「結晶化学」(講談社、中平光興著、1973)等に開示されている通り、通常ABの型あるいはABXの型をスピネル構造と呼び、このような結晶構造を有する化合物をスピネル構造化合物という。
一般にスピネル構造では、陰イオン(通常は酸素)が立方最密充填をしており、その四面体隙間及び八面体隙間の一部に陽イオンが存在している。尚、結晶構造中の原子やイオンが一部他の原子で置換された置換型固溶体、他の原子が格子間位置に加えられた侵入型固溶体もスピネル構造化合物に含まれる。
本発明のターゲットの構成成分であるスピネル構造化合物は、ZnSnOで表される化合物である。即ち、X線回折で、JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards) データベースのNo.24−1470のピークパターンか、あるいは類似の(シフトした)パターンを示すものである。
元素Xと酸素からなる化合物としては、例えば、MgO,SiO,Al,Sc,TiO,Y,ZrO,HfO,Ta,La,Nd,Sm等が挙げられる。即ち、X線回折で、JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards)データベースのそれぞれNo.45−0946、89−1668、46−1212、42−1463、21−1272、41−1105、37−1484、06−0318、18−1304、05−0602、43−1023、43−1030のピークパターンか、あるいは類似の(シフトした)パターンを示すものである。
本発明のスパッタリングターゲットでは、元素Xと酸素からなる化合物の平均結晶粒径が10μm以下であることが好ましい。平均結晶粒径を10μm以下とすることにより、スパッタリングターゲットのバルク抵抗を低減でき、異常放電を抑制することができる。元素Xと酸素からなる化合物の平均結晶粒径は、好ましくは6μm以下であり、さらに好ましくは4μm以下である。
尚、平均結晶粒径はX線マイクロアナライザー(EPMA)で測定した値である。詳細については実施例で説明する。
本発明のスパッタリングターゲットでは、焼き上がり面を除去した後のターゲット表面部と表面から平面研削盤で2mm研削した中心部とのCIE1976空間で測定されるL色差:ΔEが3.0以下であることが好ましい。
ΔEが3.0以下であると、目視での色差が目立たなくなり、かつ面内の焼結体抵抗値が均一になることで、異常放電の低下、薄膜抵抗値の面内均一性の向上等の効果が得られる。
尚、Lとはxyz表色系に基づく色空間であり、L値は明度を表し、aとbは色度座標になっており、色相と彩度を一緒に表している。L値は色に関係なく明るさ(明度)だけを表し、L=0(黒)からL=100(白)までの値を取っており,値が大きいほど白く明るいことを意味する。aは赤から緑への軸であり、+aは赤方向を−aは緑方向を表し、bは黄から青への軸であり、+bは黄方向を−bは青方向を表している。
本発明のスパッタリングターゲットの比抵抗値は30mΩcm以下であることが好ましく、さらに10mΩcm以下であることが好ましく、特に5mΩcm以下であることが好ましい。比抵抗を30mΩcm以下とすることにより、DCスパッタリングが可能となり、得られる薄膜トランジスタのTFT特性の均一性及びTFT特性の再現性を向上させることができる。
尚、スパッタリングターゲットの比抵抗値は、四探針法(JIS R 1637)に基づき測定したバルク抵抗を意味する。
また、本発明のスパッタリングターゲットの相対密度は90%以上であることが好ましく、さらに95%以上であることが好ましく、特に98%以上であることが好ましい。相対密度で90%未満の場合、成膜中にターゲットが割れたり、成膜速度が遅くなるおそれがある。
尚、相対密度はターゲットの密度の実測値を理論密度で除して求める。
本発明では、本発明の効果を損ねない範囲において、上述したIn、Sn、Zn及び元素X以外の他の金属元素を含有していてもよい。しかしながら、本発明においては、酸化物焼結体に含有される金属元素は、実質的にIn、Sn、Zn及び元素Xのみ、又はIn、Sn、Zn及び元素Xのみであってもよい。本発明において「実質的」とは、スパッタリングターゲットとしての効果が上記In、Sn、Zn及び元素Xに起因すること、又はスパッタリングターゲットの金属元素の95重量%以上100重量%以下(好ましくは98重量%以上100重量%以下)がIn、Sn、Zn及び元素Xであることを意味する。上記のように、本発明のスパッタリングターゲットに含有される金属元素は、実質的にIn、Sn、Zn及び元素Xからなっており、本発明の効果を損なわない範囲で他に不可避不純物を含んでいてもよい。
本発明のスパッタリングターゲットは、例えば酸化物原料を混合粉砕し、得られた粉末を加圧成形し、焼結することにより製造でき、好ましくは下記の工程A〜工程Cで調製した原料を、成形し、焼結することにより製造できる。
工程A:酸化インジウム粉と元素Xの酸化物を混合粉砕する。
工程B:前記工程Aで得た混合粉を700〜1200℃の温度で熱処理する。
工程C:前記工程Bで得た混合粉に酸化スズ粉及び酸化亜鉛粉を加えて混合粉砕する。
上記工程Aでは、酸化インジウム粉と元素Xの酸化物を混合粉砕する。これにより、添加元素XをInの周りに均一分散させ、酸化インジウムと添加元素の反応率を向上することができる。
原料である酸化インジウム粉は、特に限定はなく、工業的に市販されているものが使用できるが、高純度、例えば、4N(0.9999)以上であることが好ましい。
元素Xの酸化物としては、例えば、MgO,SiO,Al,Sc,TiO,Y,ZrO,HfO,Ta,La,Nd,Sm等が挙げられる。
混合粉砕手段については、例えば、ボールミル、ビーズミル、遊星ボールミル、ジェットミル又は超音波装置等の公知の装置が使用できる。
粉砕時間等の条件は、適宜調整すればよいが、湿式ボールミルを使用した場合は、6〜100時間程度が好ましい。6時間以下での混合時間では、酸化インジウム粉と元素Xの酸化物の均一分散が不十分となる場合があるためである。一方、混合時間が、100時間を超えた場合には、製造時間がかかり過ぎコストが高くなるため、実用上採用できない。
酸化インジウム粉と元素Xの酸化物を混合して粉砕する場合、粉砕後の混合物の平均粒径は、通常10μm以下、好ましくは3μm以下、特に好ましくは1μm以下とすることが好ましい。混合粉の平均粒径が大きすぎると、酸化インジウム粉と元素Xの酸化物の反応率が低下し、絶縁性物質の凝集体が形成され易くなる。
混合物の粉砕後の平均粒径は、JIS R 1629に記載の方法によって測定した体積平均粒径である。
上記工程Bでは、工程Aで得た混合粉を700〜1200℃の温度で熱処理する。混合粉を700〜1200℃で熱処理することで、元素XがInのInサイトに固溶限界まで置換し、添加元素の凝集を抑制することができる。
熱処理温度は、好ましくは800〜1100℃であり、さらに好ましくは900〜1000℃である。尚、熱処理には通常の焼成炉等を使用できる。
熱処理時間は、1〜100時間程度であり、好ましくは、3〜50時間である。
700℃未満又は1時間未満の熱処理条件では、酸化インジウム粉と元素Xの酸化物の反応が不十分となる場合があるためである。一方、熱処理条件が、1,200℃を超えた場合又は100時間を超えた場合には、粒子の粗大化が起こる場合があり、次工程の混合粉砕で十分に均一混合できないおそれがある。
熱処理雰囲気は、酸化雰囲気であれば特に限定されるものでは無い。例えば、大気雰囲気でもよく、より好ましくは酸素ガス雰囲気又は酸素ガス加圧下である。
熱処理後、必要な場合は処理物を分級又は粉砕してもよい。粉砕手段は特に制限なく、各種ミル等、公知の手段を使用できる。
上記工程Cでは、工程Bで得た熱処理粉に酸化錫粉及び酸化亜鉛粉を加えて混合粉砕する。これにより、原料粉を焼結する時における元素Xの凝集を抑制でき、ターゲットの色ムラを低減することができる。
原料である酸化錫粉及び酸化亜鉛粉は、特に限定はなく、工業的に市販されているものが使用できるが、高純度、例えば、4N(0.9999)以上であることが好ましい。
本発明では、上記工程Bにて元素Xを酸化インジウム粉に固溶させることにより、元素X酸化物粉同士が接触する確率を低減させる。これにより、ターゲットにおいて元素Xを主成分とする凝集体の発生を低減している。
尚、工程Aにおいて酸化錫粉や酸化亜鉛ではなく、酸化インジウム粉を選択した理由は、元素XがIn系化合物に固溶し易く、また、酸化亜鉛は昇華性であるため、原料の仕込み値と熱処理物において原子組成が変化するおそれがあるためである。
工程A〜工程Cで調製した原料を、公知の方法により成形し、焼結することにより酸化物焼結体とする。
成形工程では、例えば、上記工程Cで得た混合粉を加圧成形して成形体とする。この工程により、製品の形状(例えば、ターゲットとして好適な形状)に成形する。
成形処理としては、例えば、金型成形、鋳込み成形、射出成形等が挙げられるが、焼結密度の高い焼結体(ターゲット)を得るためには、冷間静水圧(CIP)等で成形するのが好ましい。
尚、成形処理に際しては、ポリビニルアルコールやメチルセルロース、ポリワックス、オレイン酸等の成形助剤を用いてもよい。
焼結工程は、上記成形工程で得られた成形体を焼成する必須の工程である。
焼結条件としては、酸素ガス雰囲気又は酸素ガス加圧下に、通常、1200〜1550℃において、通常30分〜360時間、好ましくは8〜180時間、より好ましくは12〜96時間焼結する。焼結温度が1200℃未満であると、ターゲットの密度が上がり難くなったり、焼結に時間がかかり過ぎるおそれがある。一方、1550℃を超えると成分の気化により、組成がずれたり、炉を傷めたりするおそれがある。
燃焼時間が30分未満であると、ターゲットの密度が上がり難く、360時間より長いと、製造時間がかかり過ぎコストが高くなるため、実用上採用できない。前記範囲内であると相対密度を向上させ、バルク抵抗を下げることができる。
焼成時の昇温速度は、通常8℃/分以下、好ましくは4℃/分以下、より好ましくは3℃/分以下、さらに好ましくは2℃/分以下である。8℃/分以下であるとクラックが発生しにくい。
また、焼成時の降温速度は、通常4℃/分以下、好ましくは2℃/分以下、より好ましくは1℃/分以下、さらに好ましくは0.8℃/分以下、特に好ましくは0.5℃/分以下である。4℃/分以下であるとクラックが発生しにくい。
尚、昇温や降温は段階的に温度を変化させてもよい。
酸化物焼結体を必要に応じて所望の形状に加工することによりスパッタリングターゲットが得られる。
加工は、上記の酸化物焼結体をスパッタリング装置への装着に適した形状に切削加工し、また、バッキングプレート等の装着用治具を取り付けるために行う。酸化物焼結体をスパッタリングターゲットとするには、焼結体を、例えば、平面研削盤で研削して表面粗さ(Ra)を5μm以下とする。さらに好ましくは、スパッタリングターゲットのスパッタ面に鏡面加工を施して、平均表面粗さRaが1000オングストローム以下としてもよい。表面が平滑であるほどスパッタ成膜初期に発生するパーティクルを低減することができる。
研削は、0.1mm以上行うことが好ましく、0.3mm以上行うことがより好ましく、0.5mm以上がさらに好ましく、1mm以上行うことが特に好ましい。0.1mm以上研削することで、亜鉛等の成分が気化することなどで発生する表面付近の組成ずれした部位を取り除くことができる。
得られたスパッタリングターゲットをバッキングプレートへボンディングする。ターゲットの厚みは通常2〜20mm、好ましくは3〜12mm、特に好ましくは4〜10mmである。また、複数のターゲットを一つのバッキングプレートに取り付け、実質一つのターゲットとしてもよい。
本発明のスパッタリングターゲットを用いて、基板等の対象物にスパッタすることにより、本発明の酸化物薄膜を成膜することができる。本発明のスパッタリングターゲットを用いることで、成膜時における酸素分圧を抑えることができ、成膜速度及び生産性を向上できる。
例えば、スパッタ時における酸素分圧は、通常10〜100%程度であるが、本発明の場合、1〜5%程度にすることができる。
本発明の酸化物薄膜は、透明電極、薄膜トランジスタの半導体層、酸化物薄膜層等に使用できる。なかでも、薄膜トランジスタの半導体層として好適に使用できる。
以下、本発明の実施例を基に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
実施例1
(1)原料の調製
原料として、酸化インジウム粉(アジア物性材料社製、平均粒径:1μm以下、純度:4N相当)、及び酸化ハフニウム粉(和光純薬工業社製、平均粒径:1μm以下、純度:4N相当)を使用した。これらを、In元素とHf元素の合計に対するIn元素の原子比〔In/(In+Hf)〕が0.88となるように混合した。混合物を湿式ボールミルに供給し、12時間混合粉砕した。
得られた混合スラリーを取り出し、濾過、乾燥した。この乾燥粉を焼成炉に装入し、大気雰囲気下、1000℃で5時間熱処理した。
以上により、In元素とHf元素を含有する混合粉を得た。
この混合粉に、酸化錫粉(高純度化学社製、平均粒径:1μm以下、純度:4N相当)及び酸化亜鉛粉(高純度化学社製、平均粒径:1μm以下、純度:4N相当)を、原子比〔Sn/(In+Sn+Zn)〕が0.11、〔Zn/(In+Sn+Zn)〕が0.53となるように混合した。混合粉を湿式ボールミルに供給し、24時間混合粉砕して、原料微粉末のスラリーを得た。このスラリーを、濾過、乾燥及び造粒した。
(2)スパッタリングターゲットの製造
上記(1)で得た造粒物をプレス成形し、さらに、2000kgf/cmの圧力をかけて冷間静水圧プレスで成形した。
成形物を焼成炉に装入し、大気圧、酸素ガス流入条件で、1400℃、12時間の条件で焼成し、焼結体を得た。尚、室温から400℃までは昇温速度を0.5℃/分とし、400〜1400℃までは1℃/分とした。一方、降温速度は1℃/分とした。
得られた焼結体の側辺をダイヤモンドカッターで切断後、上下面を平面研削盤で研削して、直径2インチ、厚さ5mm、表面粗さ(Ra)0.5μm以下のスパッタリングターゲットを作製した。
得られたスパッタリングターゲットについて、元素組成比、バルク抵抗値(mΩcm)、相対密度、X線回折(XRD)における最大ピーク強度比[I/I(In2O3)]、[I/I(Zn2SnO4)]、元素Xと酸素からなる酸化物の平均結晶粒径、色差ΔE、異常放電、及び成膜時の必要酸素分圧を以下の方法で評価した。
結果を表1に示す。
(A)元素組成比(原子比)
誘導プラズマ発光分析装置(ICP−AES)により測定した。
(B)スパッタリングターゲットのバルク抵抗値
抵抗率計(三菱化学(株)製、ロレスタ)を使用し四探針法(JIS R 1637)に基づき、焼結体の任意の10箇所についてバルク抵抗を測定し、その平均値を焼結体のバルク抵抗値とした。
(C)相対密度
原料粉の密度から計算した理論密度と、アルキメデス法で測定した焼結体の密度から、下記計算式にて算出した。
相対密度=(アルキメデス法で測定した密度)÷(理論密度)×100(%)
(D)X線回折測定
下記の装置・条件で測定した。
装置:(株)リガク製Ultima−III
X線:Cu−Kα線(波長1.5406Å、グラファイトモノクロメータにて単色化)
2θ−θ反射法、連続スキャン(1.0°/分)
サンプリング間隔:0.02°
スリット DS、SS:2/3°、RS:0.6mm
尚、実施例1で得たスパッタリングターゲットのX線チャートを図1に示す。
(E)平均結晶粒径
焼結体を樹脂に包埋し、その表面を粒径0.05μmのアルミナ粒子で研磨した後、X線マイクロアナライザー(EPMA)であるJXA−8621MX(日本電子社製)を用いて研磨面を1000倍に拡大し、焼結体表面の100μm×100μm四方を任意の3箇所測定し、それぞれの枠内で観察される添加元素Xと酸素からなる全ての結晶粒子の最大径(長径)を測定した。この全ての結晶粒子の最大径(長径)の相加平均値を平均結晶粒径とした。
(F)色差ΔE
研削後の焼結体表面部及び表面から平面研削盤で2mm研削した部分を、分光測色計NR11A(日本電色工業製)を用いて測定し、CIE1976空間で評価した。尚、任意の5箇所について色彩を測定し、基準値は測定値の平均値とした。
ΔE=√(ΔL*2+Δa*2+Δb*2
(G)異常放電
スパッタリングターゲットをDCマグネトロンスパッタリング装置に装着し、O×100/(Ar+O)=3%の条件下で、96時間連続してスパッタリングした際の異常放電の有無を観察した。
異常放電が1度も確認されなかった場合を「○」、確認された場合を「×」とした。
(H)必要酸素分圧
作製したスパッタリングターゲットをDCマグネトロンスパッタリング装置に装着し、以下の方法でトップコンタクトボトムゲート型のTFTを作製した。そして、チャネル層を形成する際の酸素分圧(O/(Ar+O))について評価した。
尚、表中、「−」との評価は、DC放電ができないためにチャネル層を形成することができなかったことを意味する。
(1)TFTの作製
基板は、熱酸化膜付n型高ドープシリコン基板を用いた。基板をゲート電極、熱酸化膜(100nm)をゲート絶縁膜とした。
シリコン基板にチャネル層形成用のマスクを装着した後、DCスパッタ法によりスパッタリングターゲットを使用し、Arガス及びOガスを導入し、膜厚50nmの非晶質膜を成膜した。
次に、ソース電極及びドレイン電極形成用のマスクを装着し、RFスパッタ法によりAuを成膜して、ソース電極及びドレイン電極を形成した。
その後、大気中300℃で60分間熱処理し、チャネル長が200μmで、チャネル幅が1000μmのTFTを得た。
(2)必要酸素濃度の測定
チャネル層成膜時の酸素濃度(O/(Ar+O))を振り、TFT特性がVth≧−0.5Vかつ移動度(電界効果移動度(μ))≧5cm/Vsとなるために最も少ない酸素分圧を必要酸素濃度とした。
尚、TFT特性は半導体パラメーターアナライザー(ケースレー4200)を用い、室温、遮光環境下で、窒素を噴きかけながら、ドレイン電圧Vds=5V及びゲート電圧Vgs=−20〜20Vの条件で評価した。
実施例2〜25
原料の調製において、原料の配合及び元素Xの酸化物を表1又は表2に示すように変更した他は、実施例1と同様にしてスパッタリングターゲットを作製し、評価した。結果を表1〜表3に示す。
尚、使用した元素Xの酸化物は、いずれも和光純薬工業社製である。
実施例26
原料の調製において、原料の配合及び元素Xの酸化物を表3に示すように変更し、遊星ボールミルを用いて6時間混合した他は実施例1と同様にしてスパッタリングターゲットを作製し、評価した。
比較例1−5
(1)原料の調製
酸化インジウム、酸化亜鉛及び酸化錫の配合を表4に示すようにし、これらを混合した。この混合物を湿式ボールミルに供給し、12時間混合粉砕して、原料微粉末のスラリーを得た。このスラリーを、濾過、乾燥及び造粒した。
(2)スパッタリングターゲットの製造
実施例1と同様にして、スパッタリングターゲットを作製し、評価した。結果を表4に示す。
比較例6−10
原料の調製において、原料の配合及び元素Xの酸化物を表4に示すように変更した他は、実施例1と同様にしてスパッタリングターゲットを作製し、評価した。結果を表4に示す。
比較例11
(1)原料の調製
原料として、実施例1と同じ酸化インジウム、酸化錫、酸化亜鉛及び実施例19と同じ酸化タンタルを使用した。これらを、原子比〔In/(In+Ta)〕が0.51、原子比〔In/(In+Sn+Zn)〕が0.50、原子比〔Sn/(In+Sn+Zn)〕が0.14、原子比〔Zn/(In+Sn+Zn)〕が0.36となるように混合した。この混合物を湿式ボールミルに供給し、12時間混合粉砕して、原料微粉末のスラリーを得た。このスラリーを、濾過、乾燥及び造粒した。
(2)スパッタリングターゲットの製造
実施例1と同様にして、スパッタリングターゲットを作製し、評価した。結果を表5に示す。
比較例12〜20
原料の調製において、原料の配合を表5に示すように変更した他は、比較例11と同様にしてスパッタリングターゲットを作製し、評価した。結果を表5に示す。
Figure 0006006202
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本発明のスパッタリングターゲットは、酸化物半導体や透明導電膜等の酸化物薄膜作製、特に、薄膜トランジスタ用の酸化物薄膜の形成に好適である。また、本発明の酸化物薄膜は、透明電極、薄膜トランジスタの半導体層、酸化物薄膜層等に使用できる。
上記に本発明の実施形態及び/又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び/又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。

Claims (10)

  1. インジウム元素(In)、錫元素(Sn)及び亜鉛元素(Zn)と、
    下記のX群から選択される1以上の元素Xを含有する酸化物からなり、
    各元素の原子比が下記式(1)〜(4)を満たすスパッタリングターゲットであって、
    前記スパッタリングターゲットに含まれるInで表されるビックスバイト構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(In2O3))と、前記元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)が、下記式(5)を満たし、
    前記スパッタリングターゲットに含まれるZnSnOで表されるスピネル構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(Zn2SnO4))と、前記元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)が、下記式(6)を満たすスパッタリングターゲット。
    X群:Mg,Si,Al,Sc,Ti,Y,Zr,Hf,Ta,La,Nd,Sm
    0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.85 (1)
    0.01≦Sn/(In+Sn+Zn)≦0.40 (2)
    0.10≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.70 (3)
    0.70≦In/(In+X)≦0.99 (4)
    (式中、In,Sn,Zn及びXはそれぞれ、スパッタリングターゲットにおける各元素の原子比を示す。)
    /I(In2O3)≦0.15 (5)
    /I(Zn2SnO4)≦0.15 (6)
  2. インジウム元素(In)、錫元素(Sn)及び亜鉛元素(Zn)と、
    下記のX群から選択される1以上の元素Xを含有する酸化物からなり、
    前記元素Xと酸素からなる化合物の平均結晶粒径が10μm以下であり、
    各元素の原子比が下記式(1)〜(4)を満たすスパッタリングターゲット。
    X群:Sc,Y,Zr,Hf,Ta,La,Nd,Sm
    0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.85 (1)
    0.01≦Sn/(In+Sn+Zn)≦0.40 (2)
    0.10≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.70 (3)
    0.70≦In/(In+X)≦0.99 (4)
    (式中、In,Sn,Zn及びXはそれぞれ、スパッタリングターゲットにおける各元素の原子比を示す。)
  3. スパッタリングターゲットに含まれるInで表されるビックスバイト構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(In2O3))と、前記元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)が、下記式(5)を満たす請求項2に記載のスパッタリングターゲット。
    /I(In2O3)≦0.15 (5)
  4. スパッタリングターゲットに含まれるZnSnOで表されるスピネル構造化合物の、X線回折(XRD)における最大ピーク強度(I(Zn2SnO4))と、前記元素Xと酸素からなる化合物の最大ピーク強度(I)が、下記式(6)を満たす請求項2に記載のスパッタリングターゲット。
    /I(Zn2SnO4)≦0.15 (6)
  5. 元素Xと酸素からなる化合物の平均結晶粒径が10μm以下である請求項1に記載のスパッタリングターゲット。
  6. Inで表される結晶構造化合物としてビックスバイト構造化合物のみを含む請求項1〜5のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
  7. 前記スパッタリングターゲットにおいて、焼き上がり面を除去した後のターゲット表面部と該表面から平面研削盤で2mm研削した部分とのCIE1976空間で測定されるL色差(ΔE)が3.0以下である請求項1〜6のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
  8. 比抵抗が30mΩcm以下、相対密度が90%以上である請求項1〜7のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
  9. 元素XがZrである請求項1〜8のいずれかに記載のスパッタリングターゲット。
  10. 酸化インジウム粉と元素Xの酸化物を混合、粉砕する工程Aと、
    前記工程Aで得た混合粉を700〜1200℃の温度で熱処理する工程Bと、
    前記工程Bで得た熱処理粉に、酸化錫粉及び酸化亜鉛粉を加えて混合粉砕する工程Cと、
    を含むスパッタリングターゲットの製造方法であって、
    前記スパッタリングターゲットは、インジウム元素(In)、錫元素(Sn)及び亜鉛元素(Zn)と、下記のX群から選択される1以上の元素Xを含有する酸化物からなり、
    各元素の原子比が下記式(1)〜(4)を満たすスパッタリングターゲットの製造方法。
    X群:Mg,Si,Al,Sc,Ti,Y,Zr,Hf,Ta,La,Nd,Sm
    0.10≦In/(In+Sn+Zn)≦0.85 (1)
    0.01≦Sn/(In+Sn+Zn)≦0.40 (2)
    0.10≦Zn/(In+Sn+Zn)≦0.70 (3)
    0.70≦In/(In+X)≦0.99 (4)
    (式中、In,Sn,Zn及びXはそれぞれ、スパッタリングターゲットにおける各元素の原子比を示す。)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019117363A1 (ko) * 2017-12-13 2019-06-20 엘티메탈 주식회사 고이동도 산화물 소결체 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5930374B2 (ja) * 2012-02-08 2016-06-08 日本特殊陶業株式会社 スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP6284710B2 (ja) * 2012-10-18 2018-02-28 出光興産株式会社 スパッタリングターゲット、酸化物半導体薄膜及びそれらの製造方法
JP6059513B2 (ja) * 2012-11-14 2017-01-11 出光興産株式会社 スパッタリングターゲット、酸化物半導体薄膜及びそれらの製造方法
TW201422835A (zh) * 2012-12-03 2014-06-16 Solar Applied Mat Tech Corp 濺鍍靶材及導電金屬氧化物薄膜
JP2014218706A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 出光興産株式会社 スパッタリングターゲット、酸化物半導体薄膜及びそれらの製造方法
JP6155919B2 (ja) * 2013-07-11 2017-07-05 東ソー株式会社 複合酸化物焼結体及び酸化物透明導電膜
KR101748017B1 (ko) * 2013-10-24 2017-06-15 제이엑스금속주식회사 산화물 소결체, 산화물 스퍼터링 타깃 및 고굴절률의 도전성 산화물 박막 그리고 산화물 소결체의 제조 방법
JP2015214437A (ja) * 2014-05-08 2015-12-03 出光興産株式会社 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット
JP6307344B2 (ja) * 2014-05-08 2018-04-04 出光興産株式会社 酸化物焼結体及びスパッタリングターゲット
JP5876172B1 (ja) * 2014-10-06 2016-03-02 Jx金属株式会社 酸化物焼結体、酸化物スパッタリングターゲット及び導電性酸化物薄膜並びに酸化物焼結体の製造方法
JP5735190B1 (ja) * 2015-01-22 2015-06-17 Jx日鉱日石金属株式会社 酸化物焼結体、スパッタリングターゲット及び酸化物薄膜
CN108293281B (zh) * 2015-11-30 2020-04-28 Agc株式会社 制造光电转换元件的方法
WO2017119626A1 (ko) * 2016-01-06 2017-07-13 희성금속 주식회사 투명 도전성 박막 및 이의 제조방법
JP6410960B2 (ja) * 2016-01-28 2018-10-24 Jx金属株式会社 円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材及び円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット材をバッキングチューブに1つ以上接合させることで構成される円筒形セラミックス系スパッタリングターゲット
WO2017188299A1 (ja) * 2016-04-26 2017-11-02 出光興産株式会社 酸化物焼結体、スパッタリングターゲット及び酸化物半導体膜
KR102470714B1 (ko) * 2017-08-01 2022-11-25 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 스퍼터링 타깃, 산화물 반도체 박막, 박막 트랜지스터 및 전자 기기
JP6858107B2 (ja) * 2017-09-29 2021-04-14 出光興産株式会社 酸化物焼結体、スパッタリングターゲット、非晶質酸化物半導体薄膜、および薄膜トランジスタ
CN111373514A (zh) * 2017-11-20 2020-07-03 株式会社爱发科 氧化物半导体薄膜
WO2020170949A1 (ja) * 2019-02-18 2020-08-27 出光興産株式会社 酸化物焼結体、スパッタリングターゲット及びスパッタリングターゲットの製造方法
CN112266234A (zh) * 2020-10-27 2021-01-26 先导薄膜材料(广东)有限公司 一种eitzo靶材及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005078153A1 (ja) * 2004-02-17 2005-08-25 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. スパッタリングターゲット並びに光情報記録媒体及びその製造方法
WO2005078152A1 (ja) * 2004-02-17 2005-08-25 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. スパッタリングターゲット並びに光情報記録媒体及びその製造方法
JP2007115431A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Idemitsu Kosan Co Ltd 透明導電膜、透明電極、電極基板及びその製造方法
JP2008243928A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Idemitsu Kosan Co Ltd 非晶質酸化物半導体薄膜、その製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、発光装置、表示装置及びスパッタリングターゲット
WO2009147969A1 (ja) * 2008-06-03 2009-12-10 日鉱金属株式会社 スパッタリングターゲット及び非晶質性光学薄膜
WO2010058533A1 (ja) * 2008-11-20 2010-05-27 出光興産株式会社 ZnO-SnO2-In2O3系酸化物焼結体及び非晶質透明導電膜
WO2010067571A1 (ja) * 2008-12-12 2010-06-17 出光興産株式会社 複合酸化物焼結体及びそれからなるスパッタリングターゲット

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004143584A (ja) * 2002-08-29 2004-05-20 Nippon Sheet Glass Co Ltd ジルコニウム化合物膜が被覆された物品、その物品の製造方法及びその膜を被覆するために用いるスパッタリングターゲット
JP2004211159A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Nichia Chem Ind Ltd スパッタリングターゲット用沈殿物、焼結体、ターゲットおよび保護膜並びにそれらの製造方法
EP1737044B1 (en) 2004-03-12 2014-12-10 Japan Science and Technology Agency Amorphous oxide and thin film transistor
CN102337505A (zh) * 2005-09-01 2012-02-01 出光兴产株式会社 溅射靶、透明导电膜、透明电极和电极基板及其制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005078153A1 (ja) * 2004-02-17 2005-08-25 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. スパッタリングターゲット並びに光情報記録媒体及びその製造方法
WO2005078152A1 (ja) * 2004-02-17 2005-08-25 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. スパッタリングターゲット並びに光情報記録媒体及びその製造方法
JP2007115431A (ja) * 2005-10-18 2007-05-10 Idemitsu Kosan Co Ltd 透明導電膜、透明電極、電極基板及びその製造方法
JP2008243928A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Idemitsu Kosan Co Ltd 非晶質酸化物半導体薄膜、その製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、電界効果型トランジスタ、発光装置、表示装置及びスパッタリングターゲット
WO2009147969A1 (ja) * 2008-06-03 2009-12-10 日鉱金属株式会社 スパッタリングターゲット及び非晶質性光学薄膜
WO2010058533A1 (ja) * 2008-11-20 2010-05-27 出光興産株式会社 ZnO-SnO2-In2O3系酸化物焼結体及び非晶質透明導電膜
WO2010067571A1 (ja) * 2008-12-12 2010-06-17 出光興産株式会社 複合酸化物焼結体及びそれからなるスパッタリングターゲット

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019117363A1 (ko) * 2017-12-13 2019-06-20 엘티메탈 주식회사 고이동도 산화물 소결체 및 이를 포함하는 박막 트랜지스터

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