KR101501629B1 - Oxide semiconductor material and sputtering target - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IGZO의 대체 재료로서, IGZO와 동등 이상이 되고, 10㎠/Vs 정도의 고(高)캐리어 이동도이며 또한, 고온 열처리를 요하지 않는, Zn 산화물과 Sn 산화물로 이루어지는 산화물형 반도체 재료(ZTO: Zn-Sn-O계 산화물)를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 Zn 산화물과 Sn 산화물을 포함하는 산화물형 반도체 재료로서, 도펀트로서, Mg, Ca, La, Y 중 어느 1종 이상을 함유하고, 도펀트 함유량은, 금속 원소로서의 Zn, Sn, 도펀트의 각 원자수 합계에 대한 도펀트의 원자비가 0.09 이하인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an oxide semiconductor material which is a substitute material of IGZO and which is equivalent to or higher than IGZO and has a carrier mobility of about 10 cm 2 / Vs and which does not require a high-temperature heat treatment and which is composed of Zn oxide and Sn oxide ZTO: Zn-Sn-O oxide).
The present invention relates to an oxide type semiconductor material containing Zn oxide and Sn oxide, which contains at least one of Mg, Ca, La, and Y as a dopant, and the dopant content is Zn, Sn as a metal element, And the atomic ratio of the dopant to the total number of atoms is 0.09 or less.
Description
본 발명은 액정 디스플레이 등의 표시 장치를 구성하는 반도체 소자를 형성하기 위한 반도체 재료에 관한 것으로서, 특히, Zn 산화물과 Sn 산화물을 포함하는 산화물형 반도체 재료에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 액정 디스플레이로 대표되는 박형(薄型) 텔레비전 등의 표시 디바이스는, 생산량의 증가, 대화면화의 경향이 현저하다. 그리고, 그 표시 디바이스로서는, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, 이하, TFT라고 약칭함)를 스위칭 소자로서 사용하는 액티브 매트릭스 타입의 액정 디스플레이가 널리 보급되고 있다.In recent years, a display device such as a thin television typified by a liquid crystal display has a tendency of an increase in production amount and a tendency of becoming a large screen. As the display device, an active matrix type liquid crystal display using a thin film transistor (hereinafter, abbreviated as TFT) as a switching element is widely popularized.
이와 같은 TFT를 스위칭 소자로 한 표시 디바이스에서는, 그 구성 재료로서 산화물형 반도체 재료가 사용되도록 되어 있다. 이 산화물형 반도체 재료로서는, 투명 산화물 반도체 재료의 일종인 IGZO(In-Ga-Zn-O계 산화물)가 주목받고 있다(특허문헌 1 참조). 이 IGZO는, 종래부터 사용되고 있는 다결정 Si(실리콘)에 이어서 캐리어 이동도가 높고, a-Si(아모퍼스 실리콘)와 같이 TFT 특성의 특성 편차가 작기 때문에, 금후의 반도체 재료로서 유망한 것으로서 널리 이용되기 시작하고 있다.In such a display device using a TFT as a switching element, an oxide type semiconductor material is used as a constituent material thereof. As this oxide type semiconductor material, IGZO (In-Ga-Zn-O-based oxide), which is a kind of transparent oxide semiconductor material, has attracted attention (see Patent Document 1). This IGZO has high carrier mobility following polycrystalline Si (silicon) used conventionally and is widely used as a promising semiconductor material in the future because it has a small characteristic deviation of TFT characteristics like a-Si (amorphous silicon) I'm starting.
그런데, 박형 텔레비전 등의 액정 디스플레이에서는, 표기 방식의 변화가 일어나고 있다. 구체적으로는, 평면 표시(2D)에 더하여, 입체 표시(3D)가 가능한 액정 디스플레이가 제공되고 있다. 이 입체 표시(3D)형 액정 디스플레이에서는, 스위치 액정을 이용한 제어에 의해 표시 화면의 좌우가 다른 화상을 보이도록 함으로써 실현되고 있다. 그 때문에, 이와 같은 입체 표시형 액정 디스플레이를 위해서는, 보다 고속의 응답 속도를 실현할 수 있는 스위칭 소자가 요구되고 있다.However, in a liquid crystal display such as a thin television, a change in notation system is taking place. Specifically, a liquid crystal display capable of stereoscopic display (3D) is provided in addition to the flat display (2D). This stereoscopic display (3D) type liquid crystal display is realized by displaying different images on the left and right sides of the display screen by the control using the switch liquid crystal. Therefore, a switching device capable of realizing a higher response speed is required for such a stereoscopic display type liquid crystal display.
이와 같은 액정 디스플레이의 표기 방식의 변화에 대응하기 위해, IGZO와 같은 산화물형 반도체 재료의 개발이 각종 행해지고 있다. 고속의 응답 속도가 되는 TFT는, 캐리어 이동도가 높은 것이 중요해진다. 예를 들면, IGZO에서는, a-Si에 비해 1∼2자리나 크고, 그 캐리어 이동도는 5∼10㎠/Vs 정도이다. 그 때문에, 이 IGZO이면, 입체 표시형 액정 디스플레이의 스위칭 소자인 TFT의 구성 재료로서 사용 가능하지만, 보다 하이 스펙의 액정 디스플레이를 실현하기 위해, 고속의 응답 속도를 실현할 수 있는 TFT의 구성 재료가 더 요망되고 있다.In order to cope with such a change in the notation of the liquid crystal display, various oxide type semiconductor materials such as IGZO have been developed. It is important that a TFT having a high response speed has a high carrier mobility. For example, in IGZO, the carrier mobility is 1 to 2 digits larger than that of a-Si, and the carrier mobility is about 5 to 10
또한, 이 IGZO는, TFT를 형성할 때에 350℃ 이상의 어닐 처리를 필요로 하기 때문에, 플렉서블 기판 등을 이용하는 유기 EL 패널이나 전자 페이퍼와 같은 고온 열처리를 할 수 없는 표시 디바이스에는 이용하는 것이 곤란한 점이 지적되고 있다.It is pointed out that this IGZO is difficult to be used for a display device which can not be subjected to a high-temperature heat treatment such as an organic EL panel or an electronic paper using a flexible substrate or the like because annealing at 350 DEG C or higher is required in forming a TFT have.
또한, 자원적인 문제나, 인체나 환경에의 영향으로부터, In이나 Ga를 사용하지 않은 산화물형 반도체 재료가 요망되고 있으며, 이 점으로부터의 IGZO의 대체 재료의 개발도 필요로 되고 있다.In addition, an oxide type semiconductor material which does not use In or Ga is desired from the viewpoints of a resource problem, a human body, and the environment, and development of an alternative material for IGZO from this point is also required.
이 IGZO의 대체 재료로서는, 예를 들면, Zn 산화물과 Sn 산화물로 이루어지는 산화물형 반도체 재료(ZTO: Zn-Sn-O계 산화물)가 제안되고 있다(특허문헌 2, 특허문헌 3, 특허문헌 4). 이들 선행 기술의 ZTO는, 고(高)캐리어 이동도를 실현하기 위해 개발되고 있지만, TFT 형성시의 열처리 온도의 검토가 되지 않아, 유기 EL 패널이나 전자 페이퍼 등에의 적용 가능성이 판명되지 않았다. 그 때문에, IGZO의 대체 재료로서의 ZTO에 관해서도, 개선이 더 요구되고 있는 것이 현상이다.As an alternative material for this IGZO, for example, an oxide type semiconductor material (ZTO: Zn-Sn-O oxide) comprising Zn oxide and Sn oxide has been proposed (
본 발명은 이상과 같은 사정을 배경으로 이루어진 것이며, IGZO의 대체 재료로서, 캐리어 이동도가 IGZO와 동등 이상의 것이 되고, 10㎠/Vs 정도의 고캐리어 이동도이며 또한, 300℃ 이상의 고온 열처리를 요하지 않는, Zn 산화물과 Sn 산화물로 이루어지는 산화물형 반도체 재료(ZTO: Zn-Sn-O계 산화물)를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and as a substitute material for IGZO, the carrier mobility is equal to or higher than that of IGZO, the carrier mobility is as high as 10
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은, Zn 산화물과 Sn 산화물을 포함하는 산화물형 반도체 재료에 함유시키는 도펀트에 대해서 각종 검토한 바, 어떤 특정의 원소를 도펀트로 하면, 고캐리어 이동도를 가진 채, 고온 열처리를 요하지 않아도 구동하는 TFT의 제작이 가능해지는 ZTO막이 되는 것을 알아냈다.DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have studied various dopants contained in an oxide semiconductor material containing Zn oxide and Sn oxide, and found that when a certain element is a dopant, , And it becomes a ZTO film that enables fabrication of a TFT that is driven even without requiring a high-temperature heat treatment.
본 발명은 Zn 산화물과 Sn 산화물을 포함하는 산화물형 반도체 재료로서, 도펀트로서, Mg(마그네슘), Ca(칼슘), La(란탄), Y(이트륨) 중 어느 1종 이상을 함유하고, 도펀트 함유량은, 금속 원소로서의 Zn(아연), Sn(주석), 도펀트의 각 원자수 합계에 대한 도펀트의 원자비가 0.09 이하인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an oxide type semiconductor material comprising a Zn oxide and a Sn oxide, wherein the dopant contains at least one of Mg (magnesium), Ca (calcium), La (lanthanum), and Y (yttrium) Is characterized in that the atomic ratio of the dopant to the sum of the atomic numbers of Zn (zinc), Sn (tin) and dopant as metal elements is 0.09 or less.
본 발명에 따른 산화물형 반도체 재료이면, 캐리어 이동도가 IGZO와 동등 이상의 것이 되어, 10㎠/Vs 정도의 캐리어 이동도를 실현할 수 있고, 250℃ 이하의 열처리에 의해, TFT 등의 스위칭 소자를 형성하는 것이 가능해진다. 또한, In, Ga를 함유하지 않기 때문에, 자원적인 문제도 없고, 인체나 환경에의 영향도 적어진다.In the oxide type semiconductor material according to the present invention, the carrier mobility is equal to or higher than that of IGZO, so that carrier mobility of about 10
본 발명의 산화물형 반도체 재료의 도펀트는, Mg, Ca, La, Y 중 어느 1종, 혹은, 이들을 조합하여 사용할 수 있다. 그리고, 이 도펀트의 함유량은, 금속 원소로서의 Zn, Sn, 도펀트의 각 원자수 합계에 대한 도펀트의 원자비가 0.09 이하로 한다. 구체적으로는, 금속 원소로서의 Zn의 원자수를 x, Sn의 원자수를 y, 도펀트의 원자수를 z로 했을 경우, z/(x+y+z)≤0.09가 되도록 도펀트를 함유시킨다. 이 원자비가 0.09를 초과하면 산화물형 반도체 재료의 저항치가 커져, 반도체 특성을 얻을 수 없게 된다. 원자비가 0.09 이하이면, 캐리어 밀도가 1×1018㎝-3 미만이 되기 때문에, 350℃ 열처리 후의 IGZO막과 동등 이하의 캐리어 밀도를 실현할 수 있다. 도펀트 함유량의 하한치는, IGZO와 동등 이하의 캐리어 밀도를 실현할 수 있고, 250℃ 이하의 열처리에 의해 TFT 등의 스위칭 소자를 형성할 수 있으면, 그 수치에 제한은 없다. 본 발명자들의 검토에서는, 예를 들면 Mg일 경우, 도펀트 함유량이 원자비로 0.0015여도, 본 발명의 산화물형 반도체 재료로서 채용할 수 있음을 확인하고 있다. 그리고, Mg일 경우, 도펀트 함유량이 원자비로 0.01 미만인 것이 바람직하다. 0.01 미만이면, 양호한 TFT 특성을 실현하기 쉬워진다. 또한, 도펀트가 Ca일 경우, 그 도펀트 함유량이 원자비로 0.074 미만, 도펀트가 La일 경우, 그 도펀트 함유량이 원자비로 0.027 미만, 도펀트가 Y일 경우, 그 도펀트 함유량이 원자비로 0.038 미만인 것이 바람직하다. 또, 소자를 형성할 때의 패터닝 특성에 대해서는, 논도프의 ZTO막보다도, Mg를 도펀트로서 사용한 것이 우수함이 확인되었다.The dopant of the oxide type semiconductor material of the present invention may be any one of Mg, Ca, La, and Y, or a combination thereof. The content of the dopant is such that the atomic ratio of the dopant to the sum of the atomic numbers of Zn, Sn and dopant as metal elements is 0.09 or less. More specifically, when the number of atoms of Zn as a metal element is x, the number of atoms of Sn is y, and the number of atoms of the dopant is z, a dopant is added so that z / (x + y + z)? 0.09. If the atomic ratio exceeds 0.09, the resistance value of the oxide type semiconductor material becomes large, and semiconductor characteristics can not be obtained. When the atomic ratio is 0.09 or less, the carrier density is less than 1 x 10 18 cm -3 , so that the carrier density equal to or less than that of the IGZO film after the 350 ° C heat treatment can be realized. The lower limit of the dopant content can realize a carrier density equal to or less than that of IGZO, and the numerical value is not limited as long as a switching element such as a TFT can be formed by heat treatment at 250 deg. The inventors of the present invention have confirmed that, for example, in the case of Mg, the dopant content can be employed as the oxide type semiconductor material of the present invention at an atomic ratio of 0.0015. In the case of Mg, the content of the dopant is preferably less than 0.01 in atomic ratio. If it is less than 0.01, it becomes easy to realize good TFT characteristics. When the dopant is Ca, the content of the dopant is less than 0.074 in the atomic ratio, the dopant is La, the content of the dopant is less than 0.027 in terms of the atomic ratio, and the content of the dopant is less than 0.038 in terms of the atomic ratio desirable. It was also confirmed that the patterning property in forming the device was superior to the non-doped ZTO film using Mg as a dopant.
본 발명의 산화물형 반도체 재료는, Zn과 Sn이, Zn의 금속 원소의 원자수를 A, Sn의 금속 원소의 원자수를 B로 했을 경우, A/(A+B)＝0.4∼0.8이 되는 비율로 함유하고 있는 것이 바람직하고, 0.6∼0.7의 비율이 보다 바람직하다. 이 A/(A+B)가 0.4 미만이 되면 Sn의 비율이 높아지기 때문에, 소자 형성시에 성막한 박막을 에칭에 의해 패터닝할 때에, 옥살산계 에칭액에서의 에칭 레이트가 극단적으로 지연되어, 생산 공정에 적합하지 않게 된다. 또한, 0.8을 초과하면, Zn의 비율이 높아지기 때문에, 산화물형 반도체 재료의 물에 대한 내성(耐性)이 낮아져, TFT 소자의 형성시에 일반적으로 사용되는 배선이나 반도체층의 패터닝 공정에서, 레지스트의 박리액이나 순수(純水) 세정의 영향에 의해 ZTO막 그 자체가 데미지를 받아, 본래의 TFT 소자 특성을 실현할 수 없게 되고, 경우에 따라서는, ZTO막이 기판으로부터 용해·탈락하여, TFT 소자를 형성할 수 없게 된다.In the oxide type semiconductor material of the present invention, Zn and Sn are A / (A + B) = 0.4 to 0.8 when the atomic number of the metal element of Zn is A and the atomic number of the metal element of Sn is B , And more preferably a ratio of 0.6 to 0.7. When the ratio A / (A + B) is less than 0.4, the ratio of Sn becomes high. Therefore, when the thin film formed at the time of element formation is patterned by etching, the etching rate in the oxalic acid etchant is extremely retarded, Lt; / RTI > On the other hand, if it exceeds 0.8, the ratio of Zn becomes high, so the resistance to water of the oxide type semiconductor material becomes low. In the patterning process of wirings and semiconductor layers generally used in the formation of TFT elements, The ZTO film itself is damaged due to the influence of the peeling liquid and the pure water cleaning, the original TFT device characteristics can not be realized, and in some cases, the ZTO film is dissolved and removed from the substrate, Can not be formed.
본 발명에 있어서, 도펀트로서 Zr을 더 함유시킬 수도 있다. Zr(지르코늄)도, 본 발명의 산화물형 반도체 재료의 캐리어 이동도를 제어하는 것에 기여할 수 있기 때문이다. 본 발명에 있어서, 도펀트로서, Mg, Ca, La, Y 중 어느 1종, 혹은, 이들을 조합하여 사용하고, Zr을 함유할 경우, Zr의 함유량은, 재료 중 모든 도펀트 총 합계 함유량이 원자비로 0.09 이하가 되도록 하는 것이 더 바람직하다. 또한, Zr의 함유량은, 산화물형 반도체 재료를 구성하는, 금속 원소로서의 Zn(아연), Sn(주석), 함유하는 모든 도펀트의 각 원자수 합계에 대한 Zr의 원자비가 0.005 이하로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, Zr may be further contained as a dopant. Zr (zirconium) can also contribute to controlling the carrier mobility of the oxide type semiconductor material of the present invention. In the present invention, when any one or a combination of Mg, Ca, La, and Y is used as a dopant and Zr is contained, the content of Zr is such that the total content of all dopants in the material is in the range of the atomic ratio 0.09 or less. The content of Zr is preferably 0.005 or less in atomic ratio of Zr to the total atomic number of all the dopants containing Zn (zinc) and Sn (tin) as metal elements constituting the oxide type semiconductor material .
본 발명의 산화물형 반도체 재료는, 보텀 게이트형 혹은 톱 게이트형의 박막 트랜지스터에 매우 유효하다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 산화물형 반도체 재료이면, IGZO와 동등 이상의 캐리어 이동도를 실현할 수 있고, 250℃ 이하의 저온 열처리에서 사용할 수 있으므로, 높은 응답 속도가 요구되는 입체 표시형 액정 디스플레이에 호적(好適)하며, 플렉서블 기판 등을 이용하는 유기 EL 패널이나 전자 페이퍼 등의 스위칭 소자를 형성할 때에도 적용할 수 있다.The oxide type semiconductor material of the present invention is very effective for a bottom gate type or top gate type thin film transistor. As described above, since the oxide type semiconductor material of the present invention can realize carrier mobility equal to or higher than that of IGZO and can be used in a low temperature heat treatment at 250 DEG C or lower, a stereoscopic display type liquid crystal display (Preferable), and can be applied to forming a switching element such as an organic EL panel or an electronic paper using a flexible substrate or the like.
본 발명의 산화물 반도체 재료에 의해 스위칭 소자를 형성할 경우에는, 당해 산화물형 반도체 재료에 의해 형성된 박막을 이용하는 것이 유효하며, 그 박막을 성막하기 위해서는 스퍼터법을 이용하는 것이 바람직하다.When a switching element is formed by the oxide semiconductor material of the present invention, it is effective to use a thin film formed of the oxide type semiconductor material. In order to form the thin film, it is preferable to use a sputtering method.
그리고, 이 스퍼터법에 의해 본 발명의 산화물형 반도체 재료의 박막을 성막할 때에는, 도펀트 함유량은, 금속 원소로서의 Zn, Sn, 도펀트의 각 원자수 합계에 대한 도펀트의 원자비가 0.09 이하인 스퍼터링 타깃을 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, Zn과 Sn은, Zn의 금속 원소의 원자수를 A, Sn의 금속 원소의 원자수를 B로 했을 경우, A/(A+B)＝0.4∼0.8이 되는 비율로 함유한 합금 타깃인 것이 바람직하다. 이 경우, 스퍼터링의 성막시에, 직류 전원이나 고주파 전원, 펄스 DC 전원을 사용할 수 있다. 특히 합금 타깃을 사용할 경우에는, 펄스 DC 전원을 사용함으로써, 타깃 표면에 발생하는 노즐이나 표면 고저항층의 형성을 억제하여, 안정한 성막을 하는 것이 가능해지므로, 양산 공정에 적합한 것이 된다.When the thin film of the oxide type semiconductor material of the present invention is formed by this sputtering method, the dopant content is determined by using a sputtering target in which the atomic ratio of the dopant to the sum of the atomic numbers of Zn, Sn and dopants as metal elements is 0.09 or less . Zn and Sn are alloying targets in the ratio of A / (A + B) = 0.4 to 0.8 when the atomic number of the metallic element of Zn is A and the atomic number of the metallic element of Sn is B . In this case, a DC power source, a high frequency power source, and a pulsed DC power source can be used at the time of forming the sputtering. Particularly, when the alloy target is used, the use of the pulsed DC power supply can suppress the formation of the nozzles and the surface high resistance layer generated on the target surface, and the stable film formation can be performed.
본 발명의 산화물형 반도체 재료에 있어서, 도펀트로서, Zr을 더 함유시킬 경우, Mg, Ca, La, Y 중 어느 1종 이상과, Zr을 소정량 더 함유시킨 스퍼터링 타깃을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 스퍼터링 타깃을 준비할 경우에는, 목적 조성의 산화물형 반도체 재료를 성막할 수 있도록, Zn 산화물과 Sn 산화물과, Mg, Ca, La, Y 중 어느 1종 이상의 산화물과, Zr 산화물을 혼합하여, 소결(燒結)함으로써 제조할 수 있다. 또한, Zn 산화물과 Sn 산화물과, Mg, Ca, La, Y 중 어느 1종 이상의 산화물을, 미디어로서 ZrO2제 볼을 사용한 건식 볼 밀로 혼합 처리함으로써, Zr을 더 함유시킬 수 있다. 이와 같은 건식 볼 밀에 의해, Zr을 도펀트로서 혼입할 수 있지만, 산화물형 반도체 재료의 균일성 등을 고려하면, 바람직하게는, Zr 산화물을 혼합한 편이 낫다.In the oxide type semiconductor material of the present invention, when Zr is further contained as a dopant, it is preferable to use a sputtering target containing at least one of Mg, Ca, La, and Y and a predetermined amount of Zr. In order to prepare such a sputtering target, a Zn oxide, a Sn oxide, at least one oxide of Mg, Ca, La, and Y, and a Zr oxide are mixed so as to form an oxide- , And sintering it. Further, Zr can be further contained by mixing at least one oxide of Zn oxide, Sn oxide, and at least one of Mg, Ca, La, and Y with a dry ball mill using a ball made of ZrO 2 as a medium. Although Zr can be incorporated as a dopant by such a dry ball mill, it is preferable to mix the Zr oxide in consideration of the uniformity of the oxide type semiconductor material.
본 발명의 산화물형 반도체 재료를 사용하여 소자 형성을 행할 경우에는, 상기 스퍼터법에 의해 성막할 수 있지만, 그 밖에도 펄스 레이저 증착법 등 스퍼터 이외의 성막법을 적용할 수도 있다. 또한, 반도체 재료의 나노 입자가 용매에 분산된 분산액을 도포하는 방법이나, 잉크젯법으로 회로 형성하는 것이어도, 본 발명의 산화물형 반도체 재료를 사용한 소자 형성이 가능하다.In the case of forming an element by using the oxide type semiconductor material of the present invention, the film can be formed by the sputtering method. Alternatively, a film formation method other than sputtering such as a pulse laser deposition method may be applied. Further, the device can be formed using the oxide type semiconductor material of the present invention even when the dispersion liquid in which the nanoparticles of the semiconductor material are dispersed in the solvent is coated or the circuit is formed by the ink jet method.
본 발명의 산화물형 반도체 재료에 의하면, IGZO와 동등 이상의 캐리어 이동도를 실현할 수 있고, 250℃ 이하의 저온 열처리에서, TFT 등의 스위칭 소자를 형성하는 것이 가능해진다. 또한, In, Ga를 함유하지 않기 때문에, 자원적인 문제도 없고, 인체나 환경에의 영향도 저감하는 것이 가능해진다.According to the oxide type semiconductor material of the present invention, carrier mobility equal to or higher than that of IGZO can be realized, and a switching device such as a TFT can be formed in a low temperature heat treatment at 250 캜 or lower. In addition, since In and Ga are not contained, there is no resource problem, and the influence on the human body and the environment can be reduced.
도 1은 TFT의 소자 개략도
도 2는 TFT 특성의 측정 그래프(실시예 6, 200℃)
도 3은 TFT 특성의 측정 그래프(비교예 4, 200℃)
도 4는 TFT 특성의 측정 그래프(실시예 5, 200℃)
도 5는 TFT 특성의 측정 그래프(실시예 12, 200℃)1 is a schematic diagram of a TFT;
Fig. 2 is a graph showing the measurement of TFT characteristics (Example 6, 200 DEG C)
FIG. 3 is a graph showing the measurement of TFT characteristics (Comparative Example 4, 200 DEG C)
4 is a graph showing a measurement of TFT characteristics (Example 5, 200 ° C)
5 is a graph showing the measurement of TFT characteristics (Example 12, 200 ° C)
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
제1 실시형태: 이 제1 실시형태에 있어서는, 도펀트로서 Mg를 사용했을 경우에 대해서 설명한다.First Embodiment: In this first embodiment, a case where Mg is used as a dopant will be described.
우선, 이 제1 실시형태의 산화물형 반도체 재료에 대한 스퍼터링 타깃의 제작에 대해서 설명한다.First, fabrication of a sputtering target for the oxide type semiconductor material of the first embodiment will be described.
타깃 제작: 대기 분위기 중, 500℃에서 가소성(假燒成)을 실시한 ZnO분(粉)과, 대기 분위기 중, 1050℃에서 가소성을 실시한 SnO2분과, 가소하지 않은 MgO분을 각각 소정량 칭량하고, 수지제 포트(용량 4L)에 투입하여 볼 밀로 혼합했다. 이 볼 밀로는, 회전수 130rpm, 혼합 시간 12시간의 혼합을 행했다. 그리고, 혼합분을 오프닝 500㎛, 선경(線經) 315㎛의 체로, 체가름을 행했다. 조립분(粗粒分)이 제거된 체 하의 혼합분을, φ100㎜ 카본제 프레스형에 충전하여, 핫프레스에 의해 소결체를 제작했다. 핫프레스 조건은, Ar 가스류량을 3L/min으로 하고 9.4㎫ 가압 하에서 1050℃까지 승온한 후, 25㎫ 가압 하에서 90분간 유지하고, 자연 냉각시켜 소결체를 취출했다. 이상과 같은 수순에 의해, 표 1에 나타내는 각 원자비가 되는 박막을 형성하기 위한 소결체 타깃 형성을 했다.Target production: A predetermined amount of a ZnO powder subjected to calcination at 500 ° C in an atmospheric environment, a SnO 2 powder subjected to calcination at 1050 ° C in an atmospheric environment, and an MgO powder not subjected to the preliminary calcination were weighed , And the mixture was put into a resin port (capacity 4 L) and mixed with a ball mill. The balls were mixed at a rotation speed of 130 rpm and a mixing time of 12 hours. The mixture was sieved with a sieve having an opening of 500 mu m and a diameter of 315 mu m. The mixed powder under which the coarse particles were removed was charged into a 100 mm carbon press mold, and a sintered body was produced by hot pressing. Hot press conditions were as follows: the Ar gas flow rate was 3 L / min, the temperature was raised to 1050 DEG C under a pressure of 9.4 MPa, the pressure was kept at 25 MPa for 90 minutes, and naturally cooled to take out the sintered body. By the procedure described above, sintered body targets were formed for forming thin films having atomic ratios shown in Table 1.
다음으로, 제작한 소결체 타깃을 사용한 스퍼터링에 의한 성막 방법,및 그 막 평가에 대해서 설명한다. 시판하는 매엽식 스퍼터링 장치(톳키(주)제: SML-464)를 사용하여 성막했다. 스퍼터링 조건은, 도달 진공도 1×10-5Pa로 하고, 스퍼터 가스로서 Ar/O2 혼합 가스를 사용하여, 스퍼터 가스압 0.4Pa로 설정하고, 산소 분압 0.01Pa로 하여, 실온(25℃)의 유리 기판(니혼덴키가라스(주)제: OA-10) 위에, 150Ｗ의 DC 스퍼터링에 의해, 약 100㎚ 두께의 성막을 행했다.Next, a film forming method by sputtering using the produced sintered product target and evaluation of the film will be described. A film was formed using a commercially available single-wafer sputtering apparatus (SML-464, manufactured by Toki Kogyo Co., Ltd.). The sputtering was performed under the conditions of an ultimate vacuum degree of 1 × 10 -5 Pa and an Ar / O 2 mixed gas as a sputter gas at a sputter gas pressure of 0.4 Pa and an oxygen partial pressure of 0.01 Pa and a glass of room temperature (25 ° C.) A film of about 100 nm thick was formed on a substrate (OA-10 made by Nihon Denkagaras Co., Ltd.) by DC sputtering of 150W.
이 성막한 막 조성은, ICP(유도 결합 플라스마) 발광 분광 분석 장치(에스아이아이나노테크놀로지(주)제: Vista Pro)를 사용하여 행했다. 표 1에는, Zn, Sn, Mg의 측정치로부터, Zn/(Zn+Sn) 및, Mg/(Zn+Sn+Mg)의 원자비의 값을 산출하여 기재하고 있다. 또, 박막 트랜지스터(TFT) 등의 소자에 사용했을 경우, 그 산화물형 반도체 재료의 조성은, 소자를 절단하여, 그 소자 단면을 투과형 전자 현미경(TEM) 등으로 관찰하면서, 산화물형 반도체 재료층을 특정하여, 그 부분을 EDX 분석함으로써 특정할 수 있다.The composition of the film thus formed was measured using an ICP (inductively coupled plasma) emission spectrometer (manufactured by SII ANA Nano Technology Co., Ltd.: Vista Pro). In Table 1, values of atomic ratios of Zn / (Zn + Sn) and Mg / (Zn + Sn + Mg) are calculated from the measured values of Zn, Sn and Mg. When used for an element such as a thin film transistor (TFT), the composition of the oxide type semiconductor material is obtained by cutting the element and observing the end face of the element with a transmission electron microscope (TEM) Specifically, the part can be specified by EDX analysis.
그리고, 성막한 각 시료를, 대기 분위기 중, 200℃, 300℃에서 1시간 어닐 처리를 하여, 각각 홀 효과 측정을 행하고, 각 시료의 비저항치(比抵抗値), 캐리어 이동도, 캐리어 밀도를 구했다. 이 홀 효과 측정은, 시판하는 홀 효과 측정 장치(나노메트릭스·재팬(주)제: HL5500PC)에 의해, 10㎜×10㎜네모로 잘라낸 각 시료를 사용하여 행했다. 각 시료의 비저항치, 캐리어 이동도, 캐리어 밀도의 결과를 표 1에 나타낸다.Then, each of the formed samples was subjected to annealing treatment at 200 ° C and 300 ° C for 1 hour in an air atmosphere to measure the Hall effect, and the specific resistance value (specific resistance value), carrier mobility and carrier density of each sample were obtained . This hall effect measurement was carried out by using a commercially available hall effect measuring device (NanoMetrics Japan Co., Ltd.: HL5500PC) using each sample cut into a square of 10 mm x 10 mm. Table 1 shows the results of the resistivity, carrier mobility and carrier density of each sample.
TFT 평가: 상기의 막을 채널층으로 하고, 메탈 마스크를 사용하여 박막 트랜지스터(TFT)를 제작했다. 도 1에는, 형성한 TFT 소자의 단면 개략도(A) 및 평면 치수 개략도(B)를 나타내고 있다. 도 1(A)에 나타내는 바와 같이, TFT의 형성은, 우선은 유리 기판(10) 위에 게이트 전극(20)으로서 Al 합금(두께 2000Å)을 성막했다. 여기에서의 스퍼터 가스압은 0.4Pa이고, 투입 전력 1000Ｗ의 DC 스퍼터를 행했다. 다음으로 게이트 절연막(30)으로서 SiNx(두께 3000Å)를 성막했다. 여기에서는 플라스마 CVD 장치(samco사제: PD-2202L)에 의해 성막을 행하고, 기판 온도 350℃에서 투입 전력 250Ｗ의 플라스마 CVD를 행했다. 원료 가스의 유량은, SiH4:NH3:N2＝100cc:10cc:200cc로 했다. 계속해서 채널층(40)으로서 상기 ZTO-MgO막(두께 300Å)을 성막했다. 여기에서의 스퍼터 가스압은 0.4Pa, 투입 전력 150Ｗ의 DC 스퍼터를 행했다. 채널의 Ｗ/L＝22로 했다. 마지막으로 소스 전극(50)(두께 2000Å)과 드레인 전극(51)(두께 2000Å)을, ITO에 의해 성막했다. 여기에서의 스퍼터 가스압은 0.4Pa이고, 투입 전력 600Ｗ의 DC 스퍼터를 행했다. 이와 같이 하여 제작한 TFT의 소자 치수에 대해서, 도 1(B)에 나타내고 있다. 이 도 1(B)의 각 폭의 수치 단위는 ㎜이다.TFT evaluation: A thin film transistor (TFT) was fabricated by using the above-mentioned film as a channel layer and using a metal mask. Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view (A) and a schematic view of a planar dimension (B) of the formed TFT element. As shown in Fig. 1 (A), a TFT was formed by first forming an Al alloy (with a thickness of 2000 Å) as a
제작한 TFT에 대해서는, 그 전달 특성을 반도체 분석 장치(Agilent Technologies사제 Semiconductor Device Analyzer B1500A)에 의해 측정했다. 측정시에 인가한 드레인 전압(Vds)은 1∼5V이고, 게이트 전압(Vgs)의 측정 폭은 -10∼20V로 했다. 도 2 및 도 3에 TFT의 전달 특성을 측정한 결과를 나타낸다. 도 2가 Zn/(Zn+Sn)＝0.66, Mg/(Zn+Sn+Mg)＝0.015일 경우(실시예 5, 열처리 온도 200℃)이며, 도 3이 Zn/(Zn+Sn)＝0.62, Mg 도펀트 첨가 없음일 경우(비교예 4, 열처리 온도 200℃)의 TFT 특성을 나타내고 있다. 또, 도 2 및 3에서는, 종축 좌측은 드레인 전류: Ids(A)치의 대수축이며, 종축 우측은 √Ids치의 소수점 표시축이다.For the fabricated TFT, its transfer characteristics were measured by a semiconductor analyzer (Semiconductor Device Analyzer B1500A manufactured by Agilent Technologies). The drain voltage (Vds) applied during the measurement was 1 to 5 V, and the measurement width of the gate voltage (Vgs) was -10 to 20 V. Figs. 2 and 3 show the measurement results of the transfer characteristics of the TFT. 2 shows the case where Zn / (Zn + Sn) = 0.66 and Mg / (Zn + Sn + Mg) = 0.015 (Example 5, heat treatment temperature 200 ° C) , And when the Mg dopant is not added (Comparative Example 4, heat treatment temperature is 200 占 폚). In Figs. 2 and 3, the vertical axis represents the major axis of the drain current: Ids (A), and the vertical axis represents the decimal point display axis of the Ids value.
[표 1] [Table 1]
표 1에 나타내는 바와 같이, Mg 함유량은, 원자비 0.0015∼0.079이면, 200℃ 열처리 후에 있어서의 스퍼터막의 캐리어 밀도는, 1×1015㎝-3 이상 1×1018㎝-3 미만의 범위에 들어가는 것이 판명됐다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, Zn/(Zn+Sn)＝0.66, Mg 함유량이 원자비로 0.015(Mg/(Zn+Sn+Mg): 실시예 6)일 경우(캐리어 밀도 4.75×1016㎝-3), 그 TFT 특성은 on/off비가 5자리가 되어 양호한 TFT 특성을 나타내고 있는 것이 판명됐다. 이 TFT 특성을 7개의 소자에서 측정한 결과, 문턱값 전압 Vth(V)이 5.88±1.94V, 전계 효과 이동도 μ(㎠/Vs)가 5.84±0.5㎠/Vs, S치(V/dec)가 1.07±0.5V/dec였다. 한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, Zn/(Zn+Sn)＝0.62, Mg 도펀트 첨가 없음일 경우(캐리어 밀도 3.62×1018㎝-3), 그 TFT 특성은 on/off비가 2자리가 되어, 이 조성의 ZTO막으로는 채널층으로서의 기능을 할 수 없음이 확인되었다. 또한, Mg 도펀트 첨가 없음의 소자에 대해서도, TFT 특성을 7개의 소자에서 측정한 결과, 그 중 5개의 소자에 대해서는 on/off하지 않고 off하지 않는 소자가 되어버리며, 나머지 2개의 소자에서는, 문턱값 전압 Vth(V)이 -12.9±2.33V, 전계 효과 이동도 μ(㎠/Vs)가 13.7±3.54㎠/Vs, S치(V/dec)가 9.07± 2.45V/dec였다. 또, 전계 효과 이동도 μ는, TFT 소자를 형성하여 TFT 특성을 측정한 결과로부터 얻어지는 값이며, 표 1의 캐리어 이동도는, 성막한 막의 홀 효과 측정으로부터 얻어진 값이다. 또한, S치란, 트랜지스터의 특성을 나타내는 서브스레숄드 스윙치(subthreshold swing value)이다.As shown in Table 1, Mg content is, if the original ratio 0.0015 to 0.079, a sputtering film-carrier density after the heat treatment in 200 ℃ is, 1 × 10 15 more than 1 × 10 -3 ㎝ entering the range of less than 18 ㎝ -3 . And, FIG, Zn / (Zn + Sn) = 0.66, Mg content is 0.015 (Mg / (Zn + Sn + Mg): Example 6) by an atomic ratio as shown in Fig. 2 if the (carrier density of 4.75 × 10 16 Cm < -3 >), and the on / off ratio of the TFT characteristics was 5 digits, which proved that the TFT characteristics exhibited good TFT characteristics. The threshold voltage Vth (V) was 5.88 ± 1.94 V, the field effect mobility μ (㎠ / Vs) was 5.84 ± 0.5
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, Zn/(Zn+Sn)＝0.66, Mg 함유량이 원자비로 0.009(Mg/(Zn+Sn+Mg): 실시예 5)일 경우(캐리어 밀도 5.90×1016㎝-3), 그 TFT 특성은 on/off비가 5자리가 되어 양호한 TFT 특성을 나타내고 있음이 확인되었다. 이 TFT 특성을 7개의 소자에서 측정한 결과, 문턱값 전압 Vth(V)이 0.43±0.42V, 전계 효과 이동도 μ(㎠/Vs)가 6.02±0.63㎠/Vs, S치(V/dec)가 0.73±0.3V/dec였다. 또한, 실시예 8도 마찬가지로 TFT 특성을 조사한 바, 제작한 7개 중 특성을 나타낸 1개의 소자에서 측정한 결과에서는, 문턱값 전압 Vth(V)이 5.75V, 전계 효과 이동도 μ(㎠/Vs)가 0.70㎠/Vs, S치(V/dec)가 0.85V/dec였다. 이 TFT 특성의 결과에 대해서, 실시예 5, 실시예 6, 실시예 8을 비교하면, 실시예 5(Mg 함유량이 원자비로 0.009(Mg/(Zn+Sn+Mg))의 TFT가 매우 양호한 TFT 특성인 것이 판명됐다.In addition, as shown in Fig. 4, Zn / (Zn + Sn ) = 0.66, 0.009 (Mg / (Zn + Sn + Mg): Example 5), the Mg content in an atomic ratio when (carrier density of 5.90 × 10 16 Cm < -3 >), and the on / off ratio of the TFT characteristics was 5 digits, indicating good TFT characteristics. The threshold voltage Vth (V) was 0.43 ± 0.42 V, the field effect mobility (㎠ / Vs) was 6.02 ± 0.63
제2 실시형태: 이 제2 실시형태에 있어서는, 도펀트로서, Ca, La, Y를 사용했을 경우에 대해서 설명한다.Second Embodiment In this second embodiment, a case where Ca, La, and Y are used as the dopant will be described.
이들 도펀트를 사용한 타깃에 대해서는, 제1 실시형태의 경우와 같은 방법에 의해 제작하여, 표 2에 나타낸 조성의 성막을 행했다. 표 2에는, Zn, Sn, 도펀트(Ca, La, Y)의 측정치로부터, Zn/(Zn+Sn) 및, 도펀트/(Zn+Sn+도펀트)의 원자비의 값을 산출하여 기재하고 있다. 또한, 성막 조건, 비저항치, 캐리어 이동도, 캐리어 밀도의 측정에 대해서는, 제1 실시형태와 같다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.The targets using these dopants were produced by the same method as in the case of the first embodiment and film formation was carried out with the composition shown in Table 2. [ In Table 2, the value of the atomic ratio of Zn / (Zn + Sn) and the dopant / (Zn + Sn + dopant) is calculated and calculated from the measured values of Zn, Sn and dopant (Ca, La and Y). The film deposition conditions, the specific resistance, the carrier mobility and the carrier density are measured in the same manner as in the first embodiment. The results are shown in Table 2.
[표 2] [Table 2]
표 2에 나타내는 바와 같이, 도펀트로서 Ca, La, Y를 사용한 ZTO막은, 200℃의 열처리여도, 비저항치는 실용상 문제없고, 캐리어 밀도도 1015㎝-3 이상 1018㎝-3 미만의 범위에 들어가는 것이 판명됐다. 또한, 이것의 조성에 의한 TFT 특성도, on/off비가 5자리가 되는 양호한 결과가 얻어졌다.As shown in Table 2, as a dopant in the range of Ca, La, is less than the heat treatment of the film with the Y ZTO, 200 ℃ even, specific resistance is not a problem in practical use, the carrier density of more than 10 18 -3 10 15 ㎝ ㎝ -3 It turned out to be enter. In addition, good TFT characteristics due to the composition thereof were obtained with on / off ratio of 5 digits.
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, Zn/(Zn+Sn)＝0.66, Ca 함유량이 원자비로 0.003(Ca/(Zn+Sn+Ca): 실시예 12)의 경우(캐리어 밀도 5.10×1016㎝-3), 그 TFT 특성은 on/off비가 5자리가 되어 양호한 TFT 특성을 나타내고 있는 것이 판명됐다. 이 TFT 특성을 7개의 소자 중 4개에서 측정한 결과, 문턱값 전압 Vth(V)이 1.99±0.83V, 전계 효과 이동도 μ(㎠/Vs)가 5.20±0.72㎠/Vs, S치(V/dec)가 0.55±0.08V/dec였다.As shown in Fig. 5, in the case of Zn / (Zn + Sn) = 0.66 and Ca content of 0.003 (Ca / (Zn + Sn + Ca) in the atomic ratio: Example 12) (carrier density 5.10 x 10 16 Cm < -3 >), and the on / off ratio of the TFT characteristics was 5 digits, which proved that the TFT characteristics exhibited good TFT characteristics. As a result of measuring the TFT characteristics in four of the seven devices, the threshold voltage Vth (V) was 1.99 ± 0.83 V, the field effect mobility μ (㎠ / Vs) was 5.20 ± 0.72
제3 실시형태: 이 제3 실시형태에 있어서는, 도펀트로서, Mg와 Zr을 사용했을 경우에 대해서 설명한다.Third Embodiment In this third embodiment, a case where Mg and Zr are used as a dopant will be described.
이 Mg와 Zr을 도펀트로서 사용한 타깃에 대해서는, 제1 실시형태의 경우와 같이, 대기 분위기 중 500℃에서 가소성을 실시한 ZnO분과, 대기 분위기 중 1050℃에서 가소성을 실시한 SnO2분과, 가소하지 않은 MgO분 및 ZrO2분을 각각 소정량 칭량하고, 볼 밀로 혼합했다(혼합 조건은 제1 실시형태와 같음). 그리고, 체가름 처리, 핫프레스에 의해 소결체를 제작했다(체가름 처리, 핫프레스 조건은 제1 실시형태와 같음). 그리고, 이 소결체를 스퍼터링 타깃을 사용하여, 표 3에 나타낸 조성의 성막을 행했다. 표 3에는, Zn, Sn, 도펀트(Mg, Zr)의 측정치로부터, Zn/(Zn+Sn) 및, (Mg+Zr)/(Zn+Sn+Zr+Mg)의 원자비의 값을 산출하여 기재하고 있다. 또한, 성막 조건, 비저항치, 캐리어 이동도, 캐리어 밀도의 측정에 대해서는, 제1 실시형태와 같다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.For a target with Mg and Zr as the dopant, the first embodiment, as the form for, SnO 2 minutes and subjected to preliminary calcination in ZnO minutes, 1050 ℃ atmospheric atmosphere subjected to preliminary calcination at 500 ℃ in the air atmosphere, are not plasticized MgO Minute and ZrO 2 minute were respectively weighed and mixed by a ball mill (mixing conditions are the same as in the first embodiment). Then, a sintered body was produced by sieving processing and hot pressing (sieving processing, hot pressing conditions were the same as in the first embodiment). The sintered body was formed into a film having the composition shown in Table 3 by using a sputtering target. In Table 3, values of atomic ratios of Zn / (Zn + Sn) and (Mg + Zr) / (Zn + Sn + Zr + Mg) were calculated from the measured values of Zn, Sn and dopant . The film deposition conditions, the specific resistance, the carrier mobility and the carrier density are measured in the same manner as in the first embodiment. The results are shown in Table 3.
[표 3][Table 3]
표 3에 나타내는 바와 같이, 도펀트로서 Mg 및 Zr(Mg 도펀트는 원자비(Mg/(Zn+Sn+Zr+Mg))로 0.0000849, Zr 도펀트는 원자비(Zr/(Zn+Sn+Zr+Mg))로 0.0012, 그러므로 토탈 함유량의 원자비가 0.0012849)을 사용한 ZTO막은, 200℃의 열처리여도, 비저항치는 실용상 문제없고, 캐리어 밀도도 1015㎝-3 이상 1018㎝-3 미만의 범위에 들어가는 것이 판명됐다. 또한, 이것의 조성에 의한 TFT 특성도, on/off비가 5자리 이상이 되는 양호한 결과가 얻어졌다.(Mg / (Zn + Sn + Zr + Mg)) as the dopant and the atomic ratio Zr / (Zn + Sn + Zr + Mg) as the dopant, )) by heat treatment of the film, with ZTO 200 ℃ 0.0012, therefore the total content of the atomic ratio 0.0012849) even, resistivity is practically not a problem, a carrier density of 10 15 ㎝ -3 or more into a range of less than 10 18 ㎝ -3 . In addition, good TFT characteristics due to the composition thereof were obtained with an on / off ratio of 5 or more.
또한, 타깃의 제조에 있어서, ZrO2제 볼에 의한 건식 볼 밀에 의해 혼합 처리를 함으로써, 산화물형 반도체 재료의 Zr 함유량의 변화를 조사했다. 구체적으로는, 상기 실시예 17의 경우와 같이, 소정량의 ZnO분, SnO2분, MgO분을, ZrO2제 볼에 의한 건식 볼 밀에 의해 혼합 처리를 행하여, 소결체를 형성했다(혼합 조건, 체가름 처리, 핫프레스 조건은 동일함). 그 결과, 혼합 처리를 12시간 행한 바, 성막한 산화물형 반도체 재료의 Zr 함유량은, 원자비로 0.000046이며, 20시간의 경우 0.000063인 것이 판명됐다. 그리고, 이 ZrO2제 볼에 의해 Zr을 함유시킨 산화물형 반도체 재료에 있어서도, 그 전자 특성은 실시예 17과 같음이 확인되었다.Further, in the production of the target, a change in the Zr content of the oxide type semiconductor material was examined by performing a mixing treatment with a dry ball mill made of ZrO 2 balls. Specifically, as in the case of Example 17, a predetermined amount of ZnO powder, SnO 2 powder, and MgO powder were subjected to a mixing treatment by a dry ball mill using a ball made of ZrO 2 to form a sintered body (mixing condition , Sieving treatment and hot press conditions are the same). As a result, when the mixing treatment was performed for 12 hours, it was found that the Zr content of the deposited oxide type semiconductor material was 0.000046 in atomic ratio and 0.000063 in 20 hours. It was also confirmed that the electron characteristics of the oxide type semiconductor material containing Zr by the ball made of ZrO 2 were the same as in Example 17. [
본 발명의 산화물형 반도체 재료는, 입체 표시형 액정 디스플레이의 스위칭 소자와 같은, 보다 고속의 응답 속도가 요구되는 TFT의 구성 재료로서 극히 유효하다. 또한, 본 발명의 산화물형 반도체 재료는, 저온 열처리에서 사용 가능하기 때문에, 플렉서블 기판 등을 이용하는 유기 EL 패널이나 전자 페이퍼에 호적하며, 자원적인 문제나 인체나 환경에의 영향의 관점에서도 산업상의 이용 가치가 높다.The oxide type semiconductor material of the present invention is extremely effective as a constituent material of a TFT which requires a higher response speed, such as a switching element of a stereoscopic display type liquid crystal display. Further, since the oxide type semiconductor material of the present invention can be used in a low temperature heat treatment, it is suitable for an organic EL panel or an electronic paper using a flexible substrate or the like, and is useful for industrial use High value.
Claims (7)
Zn의 금속 원소의 원자수를 A, Sn의 금속 원소의 원자수를 B로 했을 경우, A/(A+B)＝0.4∼0.8이 되는 비율로 함유하고, 또한 도펀트로서, Mg, Ca, La, Y 중 어느 1종 이상을 함유하고, 도펀트 함유량은, Zn의 금속 원소의 원자수를 x, Sn의 금속 원소의 원자수를 y, 도펀트의 금속 원소의 원자수를 z로 했을 경우, z/(x+y+z)≤0.09인 것을 특징으로 하는 산화물형 반도체 재료.An oxide type semiconductor material comprising a Zn oxide and a Sn oxide,
(A + B) = 0.4 to 0.8, where A is the number of atoms of the metal element of Zn, and B is the number of atoms of the metal element of Sn, and Mg, Ca, La , And Y, and the dopant content is such that when the number of atoms of the metal element of Zn is x, the number of atoms of the metal element of Sn is y, and the number of atoms of the metal element of the dopant is z, z / (x + y + z) < / = 0.09.
도펀트로서, Zr을 더 함유하는 산화물형 반도체 재료.The method according to claim 1,
An oxide-type semiconductor material further containing Zr as a dopant.
도펀트로서의 Zr을 더 함유하는 스퍼터링 타깃.6. The method of claim 5,
A sputtering target further containing Zr as a dopant.
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